CN102968976B - 驱动电路与显示器驱动方法 - Google Patents

驱动电路与显示器驱动方法 Download PDF

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Abstract

驱动电路与显示器驱动方法，接收第一、第二电压；第一时段中第一、第二电压分别输出至第一放大器的第一输入级电路与第二放大器的第二输入级电路；第二时段中第一、第二电压分别输出至第二放大器的第二输入级电路与第一放大器的第一输入级电路；接收第一放大器的第一输入级电路输出的第三电压与第二放大器的第二输入级电路输出的第四电压；第一时段中第三、第四电压分别输出至第一放大器的第一输出级电路与第二放大器的第二输出级电路；第二时段中第三、第四电压分别输出至第二放大器的第二输出级电路与第一放大器的第一输出级电路。

Description

驱动电路与显示器驱动方法
【技术领域】
本申请是一种驱动电路与显示器驱动方法，尤指应用于显示器的驱动电路与显示器驱动方法。
【背景技术】
由于正常人能分辨的亮暗层次并不是线性的，而是呈现类似指数分布的对应关系。例如，在亮度高达100尼特（nits）的环境中，正常人只能区分出99或101尼特的差异，但是在微光，例如仅1尼特的环境中，正常人可能可以区分出正负0.01尼特的差异。也就是说，正常人对于暗画面的视觉敏锐度会远高于亮画面，因此，显示器技术中便运用伽玛(Gamma)曲线来满足上述需求。伽玛曲线是一个以灰阶为横轴，显示器的亮度为纵轴所对应出来的曲线。不同灰阶可用显示器中不同的输入电压代表，所以伽玛曲线也可以说是输入电压与显示器亮度间的响应曲线。
请参见图1A，是液晶显示器中关于源极驱动电路芯片(sourcedriverIC)的部份电路示意图，其中源极驱动电路芯片10的外部设有伽玛分压电路101，用以提供多个准位不同的电压给源极驱动电路芯片10内部的另一组电阻串(R-string)102来产生出所需要的灰阶电压(常见的设计是V0～V255)。但是，为能提供足够大的驱动力来驱动芯片内部的电阻串，伽玛分压电路101中的电阻皆设计为小电阻值，用以产生较大的电流。
但因为图1A的设计会带来较大的耗能，于是如图1B所示的另一种电路设计被发展出来。图1B与图1A的不同处在于源极驱动电路芯片20中增设了多个负反馈运算放大器200来增加驱动力，如此一来，芯片外部的伽玛分压电路201不需提供大电流给源极驱动电路芯片20，因此伽玛分压电路201中的电阻串202皆可设计为大电阻值，用以降低流过的电流，藉以减少电能的消耗。
但是，随着液晶显示器尺寸增大，利用多颗源极驱动电路芯片来分别驱动液晶显示器中的不同区域已是常见应用。但因不同的源极驱动电路芯片会随制程变异而导致电路特性具有差异，因此不同的源极驱动电路芯片中的负反馈运算放大器200的输入级，便普遍存在有不同的偏移电压(offsetvoltage)，导致在同样的输入电压条件下，不同的源极驱动电路芯片中的负反馈运算放大器200的输出电压间将会产生变异，使得同一灰阶呈现在显示器中的不同区域时会有亮暗不一的现象，也就是所谓的V-band。
【发明内容】
而为能改善上述手段所造成的缺失，本申请发展出一种驱动电路，包含：第一放大器，其中包含有第一输入级电路与第一输出级电路；第二放大器，其中包含有一第二输入级电路与一第二输出级电路；第一切换装置，电性连接至第一伽玛分压电路、第二伽玛分压电路、该第一放大器与该第二放大器，该第一切换装置接收该第一伽玛分压电路输出的第一电压与该第二伽玛分压电路输出的第二电压，并于第一时段中将该第一电压与该第二电压分别输出至该第一放大器的第一输入级电路与该第二放大器的第二输入级电路，而于第二时段中将该第一电压与该第二电压分别输出至该第二放大器的第二输入级电路与该第一放大器的第一输入级电路；以及第二切换装置，电性连接至该第一放大器与该第二放大器，该第二切换装置接收该第一放大器的第一输入级电路所输出的第三电压与该第二放大器的第二输入级电路所输出的第四电压，并于该第一时段中将该第三电压与该第四电压分别输出至该第一放大器的第一输出级电路与该第二放大器的第二输出级电路，而于该第二时段中将该第三电压与该第四电压分别输出至该第二放大器的第二输出级电路与该第一放大器的第一输出级电路。
本申请的另一方面为一种显示器驱动方法，应用于一显示器中，该显示器包含有一第一伽玛分压电路与一第二伽玛分压电路，而该驱动电路芯片包含有一第一放大器与一第二放大器，该第一放大器包含有一第一输入级电路与一第一输出级电路，该第二放大器包含有一第二输入级电路与一第二输出级电路，该驱动方法包含下列步骤：接收该第一伽玛分压电路输出的一第一电压与该第二伽玛分压电路输出的一第二电压；于一第一时段中将该第一电压与该第二电压分别输出至该第一放大器的第一输入级电路与该第二放大器的第二输入级电路；于一第二时段中将该第一电压与该第二电压分别输出至该第二放大器的第二输入级电路与该第一放大器的第一输入级电路；接收该第一放大器的第一输入级电路所输出的一第三电压与该第二放大器的第二输入级电路所输出的一第四电压；于该第一时段中将该第三电压与该第四电压分别输出至该第一放大器的第一输出级电路与该第二放大器的第二输出级电路；以及于该第二时段中将该第三电压与该第四电压分别输出至该第二放大器的第二输出级电路与该第一放大器的第一输出级电路。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
【附图说明】
图1A，是传统显示器中关于源极驱动电路芯片的部份电路示意图。
图1B，是传统显示器中另一种源极驱动电路芯片的部份电路示意图。
图2A，是一负反馈运算放大器的内部功能方块示意图。
图2B，是本申请所发展出来的驱动电路中部份功能方块示意图。
图3A、图3B，是本申请驱动电路于第一时段与第二时段中的操作过程示意图。
图3C，是本申请驱动电路所产生的参考电压变化示意图。
图4A、图4B，是本申请驱动电路于第一时段与第二时段中的另一操作过程示意图。
【主要元件符号说明】
源极驱动电路芯片10伽玛分压电路101
电阻串102源极驱动电路芯片20
负反馈运算放大器200伽玛分压电路201
电阻串202输入级电路2001
输出级电路2002第一伽玛分压电路31
第二伽玛分压电路32驱动电路芯片3
第一电路模块30第一放大器301
第二放大器302第一输入级电路3011
第一输出级电路3012第二输入级电路3021
第二输出级电路3022第一切换装置303
第二切换装置304电阻串模块305
第一数字模拟转换器306第二数字模拟转换器307
第三切换装置308奇数数据通道309
偶数数据通道310
【具体实施方式】
请参见图2A，是上述负反馈运算放大器200的内部功能方块示意图，其中可分开成两个部份，第一部份是用以接收由外部输入的输入电压的输入级电路2001与用以产生输出电压的输出级电路2002。
至于图2B则为本申请所发展出来关于驱动电路的部份功能方块示意图，本申请的驱动电路3可应用于显示器(本图未示出)中，该显示器中包含有第一伽玛分压电路31与第二伽玛分压电路32，第一伽玛分压电路31与第二伽玛分压电路32可分别产生正极性伽玛电压与负极性伽玛电压，常见的例子是第一伽玛分压电路31产生一组正极性伽玛电压VGMA1～VGMA7，而第二伽玛分压电路32产生一组负极性伽玛电压VGMA8～VGMA14。其中VGMA1与VGMA14为极性相反但振幅相同的伽玛电压，其他依此类推。
而该驱动电路芯片3中包含有多个构造相同的电路模块，但为求表达能简洁易懂，图中仅示出第一电路模块30，该第一电路模块30包含有第一放大器301与第二放大器302，而第一放大器301中包含有第一输入级电路3011与第一输出级电路3012，至于第二放大器302中则包含有第二输入级电路3021与第二输出级电路3022。
而本申请是另设有第一切换装置303与第二切换装置304，第一切换装置303电性连接至第一伽玛分压电路31与第二伽玛分压电路32以及第一放大器301与第二放大器302之间，该第一切换装置303用以接收该第一伽玛分压电路31输出的一第一电压VGMA1与该第二伽玛分压电路32输出的第二电压VGMA14，并于第一时段中将该第一电压VGMA1与该第二电压VGMA14分别输出至该第一放大器301的第一输入级电路3011与该第二放大器302的第二输入级电路3021，而于第二时段中则将改该第一电压VGMA1与该第二电压VGMA14分别输出至该第二放大器302的第二输入级电路3021与该第一放大器301的第一输入级电路3011。
至于第二切换装置304系电性连接至第一放大器301与第二放大器302，主要是设置于输入级电路与输出级电路之间，而用以接收该第一放大器301的第一输入级电路3011所输出的第三电压与该第二放大器302的第二输入级电路3021所输出的第四电压，并于该第一时段中将该第三电压与该第四电压分别输出至该第一放大器301的第一输出级电路3012与该第二放大器302的第二输出级电路3022，而于该第二时段中将该第三电压与该第四电压分别输出至该第二放大器302的第二输出级电路3022与该第一放大器301的第一输出级电路3012。
而电性连接至该第一放大器301的第一输出级电路3012与该第二放大器302的第二输出级电路3022的电阻串模块305，是用以将该第一输出级电路3012输出的一第五电压与该第二输出级电路3022输出的一第六电压转换成一第一组参考电压与一第二组参考电压。至于电性连接至该电阻串305的第一数字模拟转换器306，其系参考该第一组参考电压来对一第一数字数据进行数字模拟转换而产生一第一模拟电压，而电性连接至该电阻串305的第二数字模拟转换器307则参考该第二组参考电压来对一第二数字数据进行数字模拟转换而产生一第二模拟电压，而转换出来的第一模拟电压与第二模拟电压系通过第三切换装置308进行传送，并于该第一时段中将该第一模拟电压与该第二模拟电压分别输出至奇数数据通道309与偶数数据通道310，而于该第二时段中将该第二模拟电压与该第一模拟电压分别输出至奇数数据通道309与偶数数据通道310，用以分别控制液晶显示器的一奇数数据线(图未示出)与一偶数数据线(图未示出)。依此类推，本申请驱动电路所具有的其它构造相同的电路模块也是依照上述连接关系来完成设置，故不需赘述。
如此一来，其作动过程与效果可参见图3A、图3B与图3C的所示，上述相邻的第一时段与第二时段可为显示器的画面更新周期，以常见的画面更新速率为每秒60幅为例，每一个时段为1/60秒于该第二时段。而每一个画面更新周期后，显示器中的数据线(奇数数据线或偶数数据线)将变更参考电压的极性，因此，液晶显示器中的数据线在第一时段与第二时段中分别需要正的参考电压与负的参考电压。
因此，以奇数数据通道309为例，在图3A所示的第一时段中，正的第一电压VGMA1将经过第一放大器301中的第一输入级电路3011与第一输出级电路3012后再输出，而假设第一放大器301本身因制程变异而具有偏移电压(offsetvoltage)ΔV，因此于第一时段中第一输出级电路3012所输出的参考电压为第一电压VGMA1+ΔV。然后经该电阻串305后，提供给第一数字模拟转换器306来使用，而转换出来的第一模拟电压系通过第三切换装置308输出至奇数数据通道309。
至于在在图3B所示的第二时段中，负的第二电压VGMA14将经过第一放大器301中的第一输入级电路3011与第二放大器302的第二输出级电路3022后再输出，因此于第二时段中第二输出级电路3022所输出的参考电压为第二电压VGMA14+ΔV。然后经该电阻串305后，提供给第二数字模拟转换器307来使用，而转换出来的第二模拟电压系通过第三切换装置308输出至奇数数据通道309。
而由图3C所示的电压变化示意图可看出，虽然第一放大器301本身因制程变异而具有偏移电压(offsetvoltage)ΔV，但是分别加至正的第一电压VGMA1与负的第二电压VGMA14后，恰好达到补偿抵销的效果，而且是于下一画面更新周期中便完成补偿，因此消除V-band的能力大增，也可忍受更大的偏移电压(offsetvoltage)ΔV。至于偶数数据通道310的操作状况与上述类似，将于下列图4A与图4B来表达。而上述VGMA2与VGMA13、…、VGMA7与VGMA8的处理也是相同作法，故皆不再赘述。
在图4A所示的第一时段中，负的第二电压VGMA14将经过第二放大器302中的第二输入级电路3021与第二输出级电路3022后再输出，而假设第二放大器302本身因制程变异而具有偏移电压(offsetvoltage)ΔV2，因此于第一时段中第二输出级电路3022所输出的参考电压为第二电压VGMA14+ΔV2。然后经该电阻串305后，提供给第二数字模拟转换器307来使用，而转换出来的第二模拟电压系通过第三切换装置308输出至偶数数据通道310。
至于在图4B所示的第二时段中，正的第一电压VGMA1将经过第二放大器302中的第二输入级电路3021与第一放大器301的第二输出级电路3012后再输出，因此于第二时段中第一输出级电路3012所输出的参考电压为第二电压VGMA1+ΔV2。然后经该电阻串305后，提供给第一数字模拟转换器306来使用，而转换出来的第一模拟电压系通过第三切换装置308输出至偶数数据通道310。
综上所述，本申请所发展出的驱动电路与驱动方法，利用切换装置所进行的信号路径的切换，进而于相邻第一时段与第二时段内完成偏移电压的补偿，进而可有效消除V-band，也可忍受更大的偏移电压(offsetvoltage)ΔV与ΔV2。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，除了液晶显示器外，其它类似的平面显示器也可运用。故任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (7)

1.一种驱动电路，包含：
一第一放大器，其中包含有一第一输入级电路与一第一输出级电路；
一第二放大器，其中包含有一第二输入级电路与一第二输出级电路；
一第一切换装置，电性连接至一第一伽玛分压电路、一第二伽玛分压电路、该第一放大器与该第二放大器，该第一切换装置接收该第一伽玛分压电路输出的一第一电压与该第二伽玛分压电路输出的一第二电压，并于一第一时段中将该第一电压与该第二电压分别输出至该第一放大器的第一输入级电路与该第二放大器的第二输入级电路，而于一第二时段中将该第一电压与该第二电压分别输出至该第二放大器的第二输入级电路与该第一放大器的第一输入级电路；以及
一第二切换装置，电性连接至该第一放大器与该第二放大器，该第二切换装置接收该第一放大器的第一输入级电路所输出的一第三电压与该第二放大器的第二输入级电路所输出的一第四电压，并于该第一时段中将该第三电压与该第四电压分别输出至该第一放大器的第一输出级电路与该第二放大器的第二输出级电路，而于该第二时段中将该第三电压与该第四电压分别输出至该第二放大器的第二输出级电路与该第一放大器的第一输出级电路；
一电阻串模块，电性连接至该第一放大器的第一输出级电路与该第二放大器的第二输出级电路，用以将该第一输出级电路输出的一第五电压与该第二输出级电路输出的一第六电压转换成一第一组参考电压与一第二组参考电压；
一第一数字模拟转换器，电性连接至该电阻串，用以参考该第一组参考电压来对一第一数字数据进行数字模拟转换；
一第二数字模拟转换器，电性连接至该电阻串，用以参考该第二组参考电压来对一第二数字数据进行数字模拟转换；
一奇数数据通道，电性连接至一显示器的一奇数数据线；
一偶数数据通道，电性连接至一显示器的一偶数数据线；以及
一第三切换装置，电性连接至该第一数字模拟转换器、该第二数字模拟转换器、该奇数数据通道与该偶数数据通道，该第三切换装置接收该第一数字模拟转换器输出的一第一模拟电压与该第二数字模拟转换器输出的一第二模拟电压，并于该第一时段中将该第一模拟电压与该第二模拟电压分别输出至该奇数数据通道与该偶数数据通道，而于该第二时段中将该第二模拟电压与该第一模拟电压分别输出至该奇数数据通道与该偶数数据通道；
其中，第一时段与第二时段为显示器的画面更新周期。
2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，该第一放大器与该第二放大器皆为一负反馈运算放大器。
3.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，该第一切换装置所接收的该第一电压与该第二电压振幅相同但极性相反。
4.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，其应用于一该显示器上，该显示器的画面更新速率为每秒N幅，而该第一时段与该第二时段的长度为N分之一秒，且该第一时段相邻于该第二时段。
5.一种显示器驱动方法，应用于一显示器中，该显示器包含有一第一伽玛分压电路与一第二伽玛分压电路，而驱动电路芯片包含有一第一放大器与一第二放大器，该第一放大器包含有一第一输入级电路与一第一输出级电路，该第二放大器包含有一第二输入级电路与一第二输出级电路，该驱动方法包含下列步骤：
接收该第一伽玛分压电路输出的一第一电压与该第二伽玛分压电路输出的一第二电压；
于一第一时段中将该第一电压与该第二电压分别输出至该第一放大器的第一输入级电路与该第二放大器的第二输入级电路；
于一第二时段中将该第一电压与该第二电压分别输出至该第二放大器的第二输入级电路与该第一放大器的第一输入级电路；
接收该第一放大器的第一输入级电路所输出的一第三电压与该第二放大器的第二输入级电路所输出的一第四电压；
于该第一时段中将该第三电压与该第四电压分别输出至该第一放大器的第一输出级电路与该第二放大器的第二输出级电路；以及
于该第二时段中将该第三电压与该第四电压分别输出至该第二放大器的第二输出级电路与该第一放大器的第一输出级电路；
将该第一输出级电路输出的一第五电压与该第二输出级电路输出的一第六电压转换成一第一组参考电压与一第二组参考电压；
参考该第一组参考电压来对一第一数字数据进行数字模拟转换而形成一第一模拟电压；
参考该第二组参考电压来对一第二数字数据进行数字模拟转换而形成一第二模拟电压；
接收该第一模拟电压与该第二模拟电压；
于该第一时段中将该第一模拟电压与该第二模拟电压分别输出至一奇数数据通道与一偶数数据通道；以及
于该第二时段中将该第二模拟电压与该第一模拟电压分别输出至该奇数数据通道与该偶数数据通道；
其中，第一时段与第二时段为显示器的画面更新周期。
6.根据权利要求5所述的显示器驱动方法，其特征在于，接收的该第一电压与该第二电压的振幅相同但极性相反。
7.根据权利要求5所述的显示器驱动方法，其特征在于，该显示器的画面更新速率为每秒N幅，而该第一时段与该第二时段的长度为N分之一秒，且该第一时段相邻于该第二时段。
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