TWI490848B - 顯示裝置之驅動電路 - Google Patents

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TWI490848B TW103120602A TW103120602A TWI490848B TW I490848 B TWI490848 B TW I490848B TW 103120602 A TW103120602 A TW 103120602A TW 103120602 A TW103120602 A TW 103120602A TW I490848 B TWI490848 B TW I490848B
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Description

顯示裝置之驅動電路
本發明係與顯示裝置有關，特別是關於一種顯示裝置之驅動電路。
對於小尺寸顯示面板而言，由於顯示面板的解析度不斷提高，導致顯示面板允許進行充電的時間愈來愈短，所以短時間充電的機制愈來愈重要，同時顯示面板的負載(Loading)也會愈來愈重。
然而，顯示面板的驅動IC端只能要求顯示面板的負載下降，以解決時間常數RC受限的問題。舉例而言，假設顯示面板的電阻(R)=10K歐姆且電容(C)=100pF，則時間常數(RC)=1微秒，至少需要5RC=5微秒的時間才足以對顯示面板充電到99%的面板電壓。若顯示面板所允許進行充電的時間僅有4RC=4微秒，則顯示面板僅能被充電至98.3%的面板電壓，無法達到理想的目標電壓值之要求。
因此，本發明提出一種顯示裝置之驅動電路，以解決先前技術所遭遇到之上述問題。
根據本發明之一較佳具體實施例為一種顯示裝置之驅動電路。於此實施例中，驅動電路用以驅動顯示裝置之顯示面板。驅動電路包含控制模組、伽瑪電壓產生模組及轉換輸出模組。控制模組用以提供 第一控制電壓及第二控制電壓，其中第一控制電壓及第二控制電壓均為可調整的，且第一控制電壓高於第二控制電壓。伽瑪電壓產生模組耦接控制模組，用以根據第一控制電壓及第二控制電壓產生伽瑪電壓。轉換輸出模組耦接於伽瑪電壓產生模組與顯示面板之間，用以將伽瑪電壓轉換成驅動電壓後輸出至顯示面板。當顯示面板之負載(Loading)過重時，控制模組調整第一控制電壓及/或第二控制電壓來改變伽瑪電壓產生模組所產生之伽瑪電壓，並使得轉換輸出模組所輸出之驅動電壓隨之改變，以調整顯示面板上之面板電壓隨時間變化之曲線。
於一實施例中，轉換輸出模組包含複數個數位類比轉換單元及複數個驅動放大器。該複數個數位類比轉換單元耦接伽瑪電壓產生模組，用以將數位的伽瑪電壓轉換成類比的驅動電壓。複數個驅動放大器分別耦接於複數個數位類比轉換單元與顯示面板之複數個畫素，用以分別將驅動電壓輸出至顯示面板之複數個畫素。
於一實施例中，當顯示面板之負載過重時，控制模組先將第一控制電壓由原本的第一電壓值拉高至第二電壓值，經過第一段時間後，控制模組再將第一控制電壓由第二電壓值校正回原本的第一電壓值，第二電壓值係高於第一電壓值。
於一實施例中，於第一段時間內，面板電壓隨時間變化之第一曲線會比第一控制電壓維持於原本的第一電壓值時之面板電壓隨時間變化之原始曲線往上抬高，致使面板電壓達到目標電壓值所需之時間變短。
於一實施例中，第一段時間為可調整的。
於一實施例中，當顯示面板之負載過重時，控制模組先將 第二控制電壓由原本的第三電壓值降低至第四電壓值，經過第二段時間後，控制模組再將第二控制電壓由第四電壓值校正回原本的第三電壓值，第四電壓值係低於第三電壓值。
於一實施例中，於第二段時間內，面板電壓隨時間變化之第二曲線會比第二控制電壓維持於原本的第三電壓值時之面板電壓隨時間變化之原始曲線往下降低，致使面板電壓達到目標電壓值所需之時間變短。
於一實施例中，第二段時間為可調整的。
於一實施例中，控制模組係根據來自顯示面板之回饋訊號得知顯示面板之負載過重，並據以調整第一控制電壓及/或第二控制電壓。
於一實施例中，控制模組調整第一控制電壓及/或第二控制電壓之次數為一次或多次。
相較於先前技術，根據本發明之顯示裝置之驅動電路係利用改變第一控制電壓VGP或第二控制電壓VGS之方式來讓伽瑪電壓產生器22所產生之伽瑪電壓產生即刻的變化，藉以調整顯示面板PAN的面板電壓Vpan隨時間t變化之曲線，使其形成過速(Overdrive)之現象，故可有效克服時間常數RC及顯示面板PAN的負載之限制，實現將面板電壓Vpan快速充電到所需目標電壓值Vtar的99%，以滿足小尺寸顯示面板僅能允許很短時間進行充電之限制。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
R‧‧‧電阻
C‧‧‧電容
Vtar‧‧‧目標電壓
Vc(t)‧‧‧電容電壓
2‧‧‧驅動電路
20‧‧‧控制模組
22‧‧‧伽瑪電壓產生模組
24‧‧‧轉換輸出模組
PAN‧‧‧顯示面板
VGP‧‧‧第一控制電壓
VGS‧‧‧第二控制電壓
VG、VG0~VG255‧‧‧伽瑪電壓
DV、DV0~DV255‧‧‧驅動電壓
FB‧‧‧回饋訊號
DAC0~DAC255‧‧‧數位類比轉換器
OP0~OP255‧‧‧源極驅動放大器
Vpan‧‧‧面板電壓
t0、t1、t2‧‧‧時間
T1‧‧‧第一段時間
T2‧‧‧第二段時間
A‧‧‧第一控制電壓維持於4.5伏特時之面板電壓隨時間變化的曲線
B‧‧‧第一控制電壓維持於5.5伏特時之面板電壓隨時間變化的曲線
C‧‧‧第二控制電壓維持於1伏特時之面板電壓隨時間變化的曲線
D‧‧‧第二控制電壓維持於0.2伏特時之面板電壓隨時間變化的曲線
圖1係繪示驅動電路的輸出電壓經電阻對顯示面板之電容 進行充電的示意圖。
圖2係繪示驅動電路之伽瑪電壓產生器根據第一控制電壓與第二控制電壓產生伽瑪電壓的示意圖。
圖3A係繪示驅動電路與顯示面板之功能方塊圖。
圖3B係繪示驅動電路輸出驅動電壓至顯示面板之一實施例。
圖4A係繪示原本的第一控制電壓為4.5伏特。
圖4B係繪示當顯示面板的負載過重時，第一控制電壓會被拉高至5.5伏特。
圖4C係繪示顯示面板之面板電壓隨時間變化的曲線圖。
圖5A係繪示原本的第二控制電壓為1伏特。
圖5B係繪示當顯示面板的負載過重時，第二控制電壓會被降低至0.2伏特。
圖5C係繪示顯示面板之面板電壓隨時間變化的曲線圖。
根據本發明之一較佳具體實施例為一種顯示裝置之驅動電路。於此實施例中，顯示裝置係為一液晶顯示器，包含一液晶顯示面板及該驅動電路，並且該驅動電路係為該顯示裝置之一源極驅動器，但不以此為限。
首先，本發明之著眼點並不僅是短時間充電，而是時間可控制之機制。由於小尺寸顯示面板之驅動電路的輸出電壓為可調整的，故可利用此可調整的輸出電壓來控制充電時間。
如圖1所示，假設驅動電路輸出的目標電壓為Vtar，顯示面板之電容C的原始電壓為Vini，則目標電壓Vtar經電阻R對顯示面板之電容C進行時間t的充電後，電容電壓Vc(t)為：Vc(t)=Vini+Vtar(1-et/RC ) 公式1
由於驅動電路輸出的目標電壓為Vtar是可控制的，故公式1可改寫為：Vc(t)=Vini+Vtar1(1-et1/RC )+Vtar2(1-et2/RC ) 公式2
其中，可控制的時間t等於第一時間t1與第二時間t2之總和，Vtar1為第一時間t1的目標電壓且Vtar2為第二時間t2的目標電壓。
接著，在對顯示面板之電容C進行充電的過程中，本發明係利用動態伽瑪控制(Dynamic Gamma Control,DGC)之機制來實現過速(Overdrive)之功效。
如圖2所示，驅動電路2之伽瑪電壓產生器22係用以產生伽瑪電壓VG，作為IC源極資料的參考電壓。透過第一控制電壓VGP與第二控制電壓VGS的調整來改變伽瑪電壓產生器22所產生之伽瑪電壓VG的方式，即可在相同的數位資料中看到不同的類比電壓，以實現過速(Overdrive)之功效。其中，第一控制電壓VGP係高於第二控制電壓VGS。
跟先前技術不同的是，傳統的第一控制電壓VGP與第二控制電壓VGS均會加上一顆穩壓電容，導致第一控制電壓VGP與第二控制電壓VGS無法馬上產生變化，使得伽瑪電壓產生器22所產生之伽瑪電壓無法有即刻的變化，然而，隨著技術不斷演進，現在的第一控制電壓VGP與第二控制電壓VGS已不需加上穩壓電容，故可利用改變第一控制電壓VGP或第二控制 電壓VGS之方式來讓伽瑪電壓產生器22所產生之伽瑪電壓產生即刻的變化。
請參照圖3A，圖3A繪示驅動電路與顯示面板之功能方塊圖。如圖3A所示，驅動電路2包含控制模組20、伽瑪電壓產生模組22及轉換輸出模組24。控制模組20耦接伽瑪電壓產生模組22；伽瑪電壓產生模組22耦接轉換輸出模組24；轉換輸出模組24耦接顯示面板PAN；顯示面板PAN耦接控制模組20。
控制模組20用以提供第一控制電壓VGP及第二控制電壓VGS至伽瑪電壓產生模組22，其中第一控制電壓VGP及第二控制電壓VGS均為可調整的，且第一控制電壓VGP高於第二控制電壓VGS。
伽瑪電壓產生模組22用以根據第一控制電壓VGP及第二控制電壓VGS產生伽瑪電壓VG並輸出至轉換輸出模組24。轉換輸出模組24用以將數位的伽瑪電壓VG轉換成類比的驅動電壓DV後輸出至顯示面板PAN。
當顯示面板PAN之負載(Loading)過重時，顯示面板PAN會輸出回饋訊號FB至控制模組20，當控制模組20根據回饋訊號FB得知顯示面板PAN之負載過重時，控制模組20會調整第一控制電壓VGP及/或第二控制電壓VGS來改變伽瑪電壓產生模組22所產生之伽瑪電壓VG，並使得轉換輸出模組24所輸出之驅動電壓DV隨之改變，以調整顯示面板PAN上之面板電壓隨時間變化之曲線。
接下來，將透過源極驅動電路2驅動顯示面板PAN之一實施例來進行詳細之說明。
請參照圖3B，控制模組2提供可調整的第一控制電壓VGP 及第二控制電壓VGS至伽瑪電壓產生模組22，其中第一控制電壓VGP高於第二控制電壓VGS。接著，伽瑪電壓產生模組22根據第一控制電壓VGP及第二控制電壓VGS產生複數個伽瑪電壓VG0~VG255，並將複數個伽瑪電壓VG0~VG255分別輸出至轉換輸出模組24之複數個數位類比轉換器DAC0~DAC255。
每一個數位類比轉換器DAC0~DAC255會分別將複數個數位的伽瑪電壓VG0~VG255轉換成類比的驅動電壓DV1~DV255，並透過源極驅動放大器OP0~OP255分別將驅動電壓DV1~DV255輸出至顯示面板PAN。
當顯示面板PAN的負載(Loading)過重時，為了增加輸出速度，本發明提出下列兩種作法：
(1)第一種作法是，當顯示面板PAN的負載(Loading)過重時，顯示面板PAN會輸出回饋訊號FB至驅動電路2的控制模組20，當控制模組20根據回饋訊號FB得知顯示面板PAN之負載過重時，控制模組20會先將第一控制電壓VGP由第一電壓值拉高至第二電壓值，經過第一段時間後，控制模組20再將第一控制電壓VGP由第二電壓值校正回原本的第一電壓值，其中第二電壓值高於第一電壓值。
舉例而言，假設原本的第一控制電壓VGP為4.5伏特(如圖4A所示)，當顯示面板PAN的負載過重時，控制模組20會先將第一控制電壓VGP由原本的4.5伏特拉高至5.5伏特(如圖4B所示)，經過第一段時間(例如3RC=3微秒)之後，控制模組20再將第一控制電壓VGP由5.5伏特校正回原本的4.5伏特(如圖4A所示)。
至於顯示面板PAN之面板電壓Vpan隨時間t變化的曲線圖， 則請參照圖4C。如圖4C所示，虛線A代表的是當第一控制電壓VGP一直維持於4.5伏特時之面板電壓隨時間t變化的曲線，虛線B代表的是當第一控制電壓VGP一直維持於5.5伏特時之面板電壓隨時間t變化的曲線。很明顯地，虛線B係位於虛線A之上方，代表著較高的第一控制電壓VGP可以加快將面板電壓Vpan充電至所需的目標電壓值Vtar之速度，故能縮短將面板電壓Vpan充電至目標電壓值Vtar所需之充電時間。
若控制模組20於時間t0將第一控制電壓VGP由原本的4.5伏特拉高至5.5伏特，則面板電壓Vpan隨時間t變化的曲線會沿著虛線B走，經過第一段時間T1之後，當控制模組20於時間t1將第一控制電壓VGP由5.5伏特校正回原本的4.5伏特時，原本沿著虛線B走的面板電壓Vpan隨時間t變化的曲線會開始往虛線A趨近而達到所需的目標電壓值Vtar。
透過控制模組20拉高第一控制電壓VGP以形成過速(Overdrive)之機制，可有效克服時間常數RC及顯示面板PAN的負載過重之限制，當顯示面板PAN的電阻(R)=10K歐姆且電容(C)=100pF時，只需短於5RC=5微秒的時間即能將面板電壓Vpan充電到所需目標電壓值Vtar的99%，故能符合小尺寸顯示面板僅允許很短時間進行充電的限制。
(2)第二種作法是，當顯示面板PAN的負載(Loading)過重時，顯示面板PAN會輸出回饋訊號FB至驅動電路2的控制模組20，當控制模組20根據回饋訊號FB得知顯示面板PAN之負載過重時，控制模組20會先將第二控制電壓VGS由原本的第三電壓值降低至第四電壓值，經過一段時間後，控制模組20再將第二控制電壓VGS由第四電壓值校正回原本的第三電壓值。
舉例而言，假設原本的第二控制電壓VGS為1伏特(如圖5A所示)，當顯示面板PAN的負載過重時，控制模組20會先將第二控制電壓VGS由原本的1伏特降低至0.2伏特(如圖5B所示)，經過一段時間(例如3RC=3微秒)之後，控制模組20再將第二控制電壓VGS由0.2伏特校正回原本的1伏特(如圖5A所示)。
至於顯示面板PAN之面板電壓Vpan隨時間t變化的曲線圖，則請參照圖5C。如圖5C所示，虛線C代表的是當第二控制電壓VGS一直維持於1伏特時之面板電壓隨時間t變化的曲線，虛線D代表的是當第二控制電壓VGS一直維持於0.2伏特時之面板電壓隨時間t變化的曲線。很明顯地，虛線D會位於虛線C之下方，代表著較低的第二控制電壓VGS可以加快將面板電壓充電至所需的目標電壓值Vtar之速度，故能縮短將面板電壓充電至目標電壓值Vtar所需之充電時間。
若控制模組20於時間t0將第二控制電壓VGS由原本的1伏特降低至0.2伏特，則面板電壓Vpan隨時間t變化的曲線會沿著虛線D走，經過一段時間T1之後，當控制模組20於時間t1將第二控制電壓VGS由0.2伏特校正回原本的1伏特時，原本沿著虛線D走的面板電壓Vpan隨時間t變化的曲線會開始往虛線C趨近而達到所需的目標電壓值Vtar。
透過控制模組20降低第二控制電壓VGS以形成過速(Overdrive)之機制，可有效克服時間常數RC及顯示面板PAN的負載過重之限制，當顯示面板PAN的電阻(R)=10K歐姆且電容(C)=100pF時，只需短於5RC=5微秒的時間即能將面板電壓Vpan充電到所需目標電壓值Vtar的99%，故能符合小尺寸顯示面板僅能允許很短時間進行充電的限制。
需說明的是，控制模組20的上述拉高第一控制電壓VGP之機制與降低第二控制電壓VGS之機制除了可單獨運用之外，亦可一起搭配運用。此外，為了避免過速(Overdrive)的幅度太大，控制模組20亦可對第一控制電壓VGP與第二控制電壓VGS進行多次的調整。
舉例而言，假設原本的第一控制電壓VGP為4.5伏特，若控制模組20於時間t0先將第一控制電壓VGP由原本的4.5伏特拉高至6.5伏特，經過一段時間T1後，由於面板電壓Vpan超過所需目標電壓值Vtar太多，控制模組20即會於時間t1將第一控制電壓VGP校正回4.5伏特，又經過另一段時間T2後，由於面板電壓Vpan低於所需目標電壓值Vtar太多，控制模組20即會於時間t2再一次將第一控制電壓VGP由4.5伏特拉高至6.5伏特，以順利達到所需的目標電壓值Vtar。
相較於先前技術，根據本發明之顯示裝置之驅動電路係利用改變第一控制電壓VGP或第二控制電壓VGS之方式來讓伽瑪電壓產生器22所產生之伽瑪電壓產生即刻的變化，藉以調整顯示面板PAN的面板電壓Vpan隨時間變化之曲線，使其形成過速(Overdrive)之現象，故可有效克服時間常數RC及顯示面板PAN的負載之限制，實現將面板電壓Vpan快速充電到所需目標電壓值Vtar的99%，以滿足小尺寸顯示面板僅能允許很短時間進行充電之限制。
由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。藉由以上較佳具 體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
2‧‧‧驅動電路
20‧‧‧控制模組
22‧‧‧伽瑪電壓產生模組
24‧‧‧轉換輸出模組
PAN‧‧‧顯示面板
VGP‧‧‧第一控制電壓
VGS‧‧‧第二控制電壓
VG‧‧‧伽瑪電壓
DV‧‧‧驅動電壓
FB‧‧‧回饋訊號

Claims (9)

  1. 一種顯示裝置之驅動電路，用以驅動該顯示裝置之一顯示面板的複數個畫素，該驅動電路包含：一控制模組，用以提供一第一控制電壓及一第二控制電壓，其中該第一控制電壓及該第二控制電壓均為可調整的，且該第一控制電壓高於該第二控制電壓；一伽瑪電壓產生模組，耦接該控制模組，用以根據該第一控制電壓及該第二控制電壓產生一伽瑪電壓；以及一轉換輸出模組，耦接於該伽瑪電壓產生模組與該顯示面板之間，用以將該伽瑪電壓轉換成一驅動電壓後輸出至該顯示面板；其中，當該顯示面板之一負載(Loading)過重時，該控制模組調整該第一控制電壓及/或該第二控制電壓來改變該伽瑪電壓產生模組所產生之該伽瑪電壓，並使得該轉換輸出模組所輸出之該驅動電壓隨之改變，以調整該顯示面板上之一面板電壓隨時間變化之曲線；該控制模組係根據來自該顯示面板之一回饋訊號得知該顯示面板之該負載過重，並據以調整該第一控制電壓及/或該第二控制電壓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之驅動電路，其中該轉換輸出模組包含：複數個數位類比轉換單元，耦接該伽瑪電壓產生模組，用以將數位的該伽瑪電壓轉換成類比的該驅動電壓；以及複數個驅動放大器，分別耦接於該複數個數位類比轉換單元與該顯示面板之複數個畫素，用以分別將該驅動電壓輸出至該顯示面板之該複數個畫素。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之驅動電路，其中當該顯示面板之該負載過重時，該控制模組先將該第一控制電壓由原本的一第一電壓值拉高至一第二電壓值，經過一第一段時間後，該控制模組再將該第一控制電壓由該第二電壓值校正回原本的該第一電壓值，該第二電壓值係高 於該第一電壓值。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之驅動電路，其中於該第一段時間內，該面板電壓隨時間變化之一第一曲線會比該第一控制電壓維持於原本的該第一電壓值時之該面板電壓隨時間變化之一原始曲線往上抬高，致使該面板電壓達到一目標電壓值所需之時間變短。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之驅動電路，其中該第一段時間為可調整的。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之驅動電路，其中當該顯示面板之該負載過重時，該控制模組先將該第二控制電壓由原本的一第三電壓值降低至一第四電壓值，經過一第二段時間後，該控制模組再將該第二控制電壓由該第四電壓值校正回原本的該第三電壓值，該第四電壓值係低於該第三電壓值。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之驅動電路，其中於該第二段時間內，該面板電壓隨時間變化之一第二曲線會比該第二控制電壓維持於原本的該第三電壓值時之該面板電壓隨時間變化之一原始曲線往下降低，致使該面板電壓達到一目標電壓值所需之時間變短。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之驅動電路，其中該第二段時間為可調整的。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之驅動電路，其中該控制模組調整該第一控制電壓及/或該第二控制電壓之次數為一次或多次。
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