CN105280128B - 显示装置的驱动电路 - Google Patents

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Abstract

一种用以驱动显示装置的显示面板的驱动电路，包含控制模块、伽马电压产生模块及转换输出模块。控制模块提供可调整的第一控制电压及第二控制电压。第一控制电压高于第二控制电压。伽马电压产生模块根据第一控制电压及第二控制电压产生伽马电压。转换输出模块将伽马电压转换成驱动电压后输出至显示面板。当显示面板的负载过重时，控制模块调整第一控制电压及/或第二控制电压来改变伽马电压产生模块所产生的伽马电压，使得转换输出模块所输出的驱动电压随之改变，以调整显示面板上的面板电压随时间变化的曲线。

Description

显示装置的驱动电路
技术领域
本发明是与显示装置有关，特别是关于一种显示装置的驱动电路。
背景技术
对于小尺寸显示面板而言，由于显示面板的解析度不断提高，导致显示面板允许进行充电的时间愈来愈短，所以短时间充电的机制愈来愈重要，同时显示面板的负载(Loading)也会愈来愈重。
然而，显示面板的驱动IC端只能要求显示面板的负载下降，以解决时间常数RC受限的问题。举例而言，假设显示面板的电阻(R)＝10K欧姆且电容(C)＝100pF，则时间常数(RC)＝1微秒，至少需要5RC＝5微秒的时间才足以对显示面板充电到99％的面板电压。若显示面板所允许进行充电的时间仅有4RC＝4微秒，则显示面板仅能被充电至98.3％的面板电压，无法达到理想的目标电压值的要求。
因此，本发明提出一种显示装置的驱动电路，以解决现有技术所遭遇到的上述问题。
发明内容
根据本发明的一较佳具体实施例为一种显示装置的驱动电路。于此实施例中，驱动电路用以驱动显示装置的显示面板。驱动电路包含控制模块、伽马电压产生模块及转换输出模块。控制模块用以提供第一控制电压及第二控制电压，其中第一控制电压及第二控制电压均为可调整的，且第一控制电压高于第二控制电压。伽马电压产生模块耦接控制模块，用以根据第一控制电压及第二控制电压产生伽马电压。转换输出模块耦接于伽马电压产生模块与显示面板之间，用以将伽马电压转换成驱动电压后输出至显示面板。当显示面板的负载(Loading)过重时，控制模块调整第一控制电压及/或第二控制电压来改变伽马电压产生模块所产生的伽马电压，并使得转换输出模块所输出的驱动电压随之改变，以调整显示面板上的面板电压随时间变化的曲线。
于一实施例中，转换输出模块包含多个数字模拟转换单元及多个驱动放大器。该多个数字模拟转换单元耦接伽马电压产生模块，用以将数字的伽马电压转换成模拟的驱动电压。多个驱动放大器分别耦接于多个数字模拟转换单元与显示面板的多个像素，用以分别将驱动电压输出至显示面板的多个像素。
于一实施例中，当显示面板的负载过重时，控制模块先将第一控制电压由原本的第一电压值拉高至第二电压值，经过第一段时间后，控制模块再将第一控制电压由第二电压值校正回原本的第一电压值，第二电压值高于第一电压值。
于一实施例中，于第一段时间内，面板电压随时间变化的第一曲线会比第一控制电压维持于原本的第一电压值时的面板电压随时间变化的原始曲线往上抬高，致使面板电压达到目标电压值所需的时间变短。
于一实施例中，第一段时间为可调整的。
于一实施例中，当显示面板的负载过重时，控制模块先将第二控制电压由原本的第三电压值降低至第四电压值，经过第二段时间后，控制模块再将第二控制电压由第四电压值校正回原本的第三电压值，第四电压值低于第三电压值。
于一实施例中，于第二段时间内，面板电压随时间变化的第二曲线会比第二控制电压维持于原本的第三电压值时的面板电压随时间变化的原始曲线往下降低，致使面板电压达到目标电压值所需的时间变短。
于一实施例中，第二段时间为可调整的。
于一实施例中，控制模块是根据来自显示面板的回馈信号得知显示面板的负载过重，并据以调整第一控制电压及/或第二控制电压。
于一实施例中，控制模块调整第一控制电压及/或第二控制电压的次数为一次或多次。
相较于现有技术，根据本发明的显示装置的驱动电路是利用改变第一控制电压VGP或第二控制电压VGS的方式来让伽马电压产生器22所产生的伽马电压产生即刻的变化，由此调整显示面板PAN的面板电压Vpan随时间t变化的曲线，使其形成过速(Overdrive)的现象，故可有效克服时间常数RC及显示面板PAN的负载的限制，实现将面板电压Vpan快速充电到所需目标电压值Vtar的99％，以满足小尺寸显示面板仅能允许很短时间进行充电的限制。
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及附图得到进一步的了解。
附图说明
图1为驱动电路的输出电压经电阻对显示面板的电容进行充电的示意图。
图2为驱动电路的伽马电压产生器根据第一控制电压与第二控制电压产生伽马电压的示意图。
图3A为驱动电路与显示面板的功能方块图。
图3B为驱动电路输出驱动电压至显示面板的一实施例。
图4A为原本的第一控制电压为4.5伏特。
图4B为当显示面板的负载过重时，第一控制电压会被拉高至5.5伏特。
图4C为显示面板的面板电压随时间变化的曲线图。
图5A为原本的第二控制电压为1伏特。
图5B为当显示面板的负载过重时，第二控制电压会被降低至0.2伏特。
图5C为显示面板的面板电压随时间变化的曲线图。
主要组件符号说明：
R：电阻
C：电容
Vtar：目标电压
Vc(t)：电容电压
2：驱动电路
20：控制模块
22：伽马电压产生模块
24：转换输出模块
PAN：显示面板
VGP：第一控制电压
VGS：第二控制电压
VG、VG0～VG255：伽马电压
DV、DV0～DV255：驱动电压
FB：回馈信号
DAC0～DAC255：数字模拟转换器
OP0～OP255：源极驱动放大器
Vpan：面板电压
t0、t1、t2：时间
T1：第一段时间
T2：第二段时间
A：第一控制电压维持于4.5伏特时的面板电压随时间变化的曲线
B：第一控制电压维持于5.5伏特时的面板电压随时间变化的曲线
C：第二控制电压维持于1伏特时的面板电压随时间变化的曲线
D：第二控制电压维持于0.2伏特时的面板电压随时间变化的曲线
具体实施方式
根据本发明的一较佳具体实施例为一种显示装置的驱动电路。于此实施例中，显示装置为一液晶显示器，包含一液晶显示面板及该驱动电路，并且该驱动电路为该显示装置的一源极驱动器，但不以此为限。
首先，本发明的着眼点并不仅是短时间充电，而是时间可控制的机制。由于小尺寸显示面板的驱动电路的输出电压为可调整的，故可利用此可调整的输出电压来控制充电时间。
如图1所示，假设驱动电路输出的目标电压为Vtar，显示面板的电容C的原始电压为Vini，则目标电压Vtar经电阻R对显示面板的电容C进行时间t的充电后，电容电压Vc(t)为：
Vc(t)＝Vini+Vtar(1-et/RC) 公式1
由于驱动电路输出的目标电压为Vtar是可控制的，故公式1可改写为：
Vc(t)＝Vini+Vtar1(1-et1/RC)+Vtar2(1-et2/RC) 公式2
其中，可控制的时间t等于第一时间t1与第二时间t2的总和，Vtar1为第一时间t1的目标电压且Vtar2为第二时间t2的目标电压。
接着，在对显示面板的电容C进行充电的过程中，本发明是利用动态伽马控制(Dynamic Gamma Control,DGC)的机制来实现过速(Overdrive)的功效。
如图2所示，驱动电路2的伽马电压产生器22是用以产生伽马电压VG，作为IC源极资料的参考电压。通过第一控制电压VGP与第二控制电压VGS的调整来改变伽马电压产生器22所产生的伽马电压VG的方式，即可在相同的数字信息中看到不同的模拟电压，以实现过速(Overdrive)的功效。其中，第一控制电压VGP高于第二控制电压VGS。
跟现有技术不同的是，传统的第一控制电压VGP与第二控制电压VGS均会加上一颗稳压电容，导致第一控制电压VGP与第二控制电压VGS无法马上产生变化，使得伽马电压产生器22所产生的伽马电压无法有即刻的变化，然而，随着技术不断演进，现在的第一控制电压VGP与第二控制电压VGS已不需加上稳压电容，故可利用改变第一控制电压VGP或第二控制电压VGS的方式来让伽马电压产生器22所产生的伽马电压产生即刻的变化。
请参照图3A，图3A为驱动电路与显示面板的功能方块图。如图3A所示，驱动电路2包含控制模块20、伽马电压产生模块22及转换输出模块24。控制模块20耦接伽马电压产生模块22；伽马电压产生模块22耦接转换输出模块24；转换输出模块24耦接显示面板PAN；显示面板PAN耦接控制模块20。
控制模块20用以提供第一控制电压VGP及第二控制电压VGS至伽马电压产生模块22，其中第一控制电压VGP及第二控制电压VGS均为可调整的，且第一控制电压VGP高于第二控制电压VGS。
伽马电压产生模块22用以根据第一控制电压VGP及第二控制电压VGS产生伽马电压VG并输出至转换输出模块24。转换输出模块24用以将数字的伽马电压VG转换成模拟的驱动电压DV后输出至显示面板PAN。
当显示面板PAN的负载(Loading)过重时，显示面板PAN会输出回馈信号FB至控制模块20，当控制模块20根据回馈信号FB得知显示面板PAN的负载过重时，控制模块20会调整第一控制电压VGP及/或第二控制电压VGS来改变伽马电压产生模块22所产生的伽马电压VG，并使得转换输出模块24所输出的驱动电压DV随之改变，以调整显示面板PAN上的面板电压随时间变化的曲线。
接下来，将通过源极驱动电路2驱动显示面板PAN的一实施例来进行详细的说明。
请参照图3B，控制模块2提供可调整的第一控制电压VGP及第二控制电压VGS至伽马电压产生模块22，其中第一控制电压VGP高于第二控制电压VGS。接着，伽马电压产生模块22根据第一控制电压VGP及第二控制电压VGS产生多个伽马电压VG0～VG255，并将多个伽马电压VG0～VG255分别输出至转换输出模块24的多个数字模拟转换器DAC0～DAC255。
每一个数字模拟转换器DAC0～DAC255会分别将多个数字的伽马电压VG0～VG255转换成模拟的驱动电压DV1～DV255，并通过源极驱动放大器OP0～OP255分别将驱动电压DV1～DV255输出至显示面板PAN。
当显示面板PAN的负载(Loading)过重时，为了增加输出速度，本发明提出下列两种作法：
(1)第一种作法是，当显示面板PAN的负载(Loading)过重时，显示面板PAN会输出回馈信号FB至驱动电路2的控制模块20，当控制模块20根据回馈信号FB得知显示面板PAN的负载过重时，控制模块20会先将第一控制电压VGP由第一电压值拉高至第二电压值，经过第一段时间后，控制模块20再将第一控制电压VGP由第二电压值校正回原本的第一电压值，其中第二电压值高于第一电压值。
举例而言，假设原本的第一控制电压VGP为4.5伏特(如图4A所示)，当显示面板PAN的负载过重时，控制模块20会先将第一控制电压VGP由原本的4.5伏特拉高至5.5伏特(如图4B所示)，经过第一段时间(例如3RC＝3微秒)之后，控制模块20再将第一控制电压VGP由5.5伏特校正回原本的4.5伏特(如图4A所示)。
至于显示面板PAN的面板电压Vpan随时间t变化的曲线图，则请参照图4C。如图4C所示，虚线A代表的是当第一控制电压VGP一直维持于4.5伏特时的面板电压随时间t变化的曲线，虚线B代表的是当第一控制电压VGP一直维持于5.5伏特时的面板电压随时间t变化的曲线。很明显地，虚线B是位于虚线A的上方，代表着较高的第一控制电压VGP可以加快将面板电压Vpan充电至所需的目标电压值Vtar的速度，故能缩短将面板电压Vpan充电至目标电压值Vtar所需的充电时间。
若控制模块20于时间t0将第一控制电压VGP由原本的4.5伏特拉高至5.5伏特，则面板电压Vpan随时间t变化的曲线会沿着虚线B走，经过第一段时间T1之后，当控制模块20于时间t1将第一控制电压VGP由5.5伏特校正回原本的4.5伏特时，原本沿着虚线B走的面板电压Vpan随时间t变化的曲线会开始往虚线A趋近而达到所需的目标电压值Vtar。
通过控制模块20拉高第一控制电压VGP以形成过速(Overdrive)的机制，可有效克服时间常数RC及显示面板PAN的负载过重的限制，当显示面板PAN的电阻(R)＝10K欧姆且电容(C)＝100pF时，只需短于5RC＝5微秒的时间即能将面板电压Vpan充电到所需目标电压值Vtar的99％，故能符合小尺寸显示面板仅允许很短时间进行充电的限制。
(2)第二种作法是，当显示面板PAN的负载(Loading)过重时，显示面板PAN会输出回馈信号FB至驱动电路2的控制模块20，当控制模块20根据回馈信号FB得知显示面板PAN的负载过重时，控制模块20会先将第二控制电压VGS由原本的第三电压值降低至第四电压值，经过一段时间后，控制模块20再将第二控制电压VGS由第四电压值校正回原本的第三电压值。
举例而言，假设原本的第二控制电压VGS为1伏特(如图5A所示)，当显示面板PAN的负载过重时，控制模块20会先将第二控制电压VGS由原本的1伏特降低至0.2伏特(如图5B所示)，经过一段时间(例如3RC＝3微秒)之后，控制模块20再将第二控制电压VGS由0.2伏特校正回原本的1伏特(如图5A所示)。
至于显示面板PAN的面板电压Vpan随时间t变化的曲线图，则请参照图5C。如图5C所示，虚线C代表的是当第二控制电压VGS一直维持于1伏特时的面板电压随时间t变化的曲线，虚线D代表的是当第二控制电压VGS一直维持于0.2伏特时的面板电压随时间t变化的曲线。很明显地，虚线D会位于虚线C的下方，代表着较低的第二控制电压VGS可以加快将面板电压充电至所需的目标电压值Vtar的速度，故能缩短将面板电压充电至目标电压值Vtar所需的充电时间。
若控制模块20于时间t0将第二控制电压VGS由原本的1伏特降低至0.2伏特，则面板电压Vpan随时间t变化的曲线会沿着虚线D走，经过一段时间T1之后，当控制模块20于时间t1将第二控制电压VGS由0.2伏特校正回原本的1伏特时，原本沿着虚线D走的面板电压Vpan随时间t变化的曲线会开始往虚线C趋近而达到所需的目标电压值Vtar。
通过控制模块20降低第二控制电压VGS以形成过速(Overdrive)的机制，可有效克服时间常数RC及显示面板PAN的负载过重的限制，当显示面板PAN的电阻(R)＝10K欧姆且电容(C)＝100pF时，只需短于5RC＝5微秒的时间即能将面板电压Vpan充电到所需目标电压值Vtar的99％，故能符合小尺寸显示面板仅能允许很短时间进行充电的限制。
需说明的是，控制模块20的上述拉高第一控制电压VGP的机制与降低第二控制电压VGS的机制除了可单独运用之外，亦可一起搭配运用。此外，为了避免过速(Overdrive)的幅度太大，控制模块20亦可对第一控制电压VGP与第二控制电压VGS进行多次的调整。
举例而言，假设原本的第一控制电压VGP为4.5伏特，若控制模块20于时间t0先将第一控制电压VGP由原本的4.5伏特拉高至6.5伏特，经过一段时间T1后，由于面板电压Vpan超过所需目标电压值Vtar太多，控制模块20即会于时间t1将第一控制电压VGP校正回4.5伏特，又经过另一段时间T2后，由于面板电压Vpan低于所需目标电压值Vtar太多，控制模块20即会于时间t2再一次将第一控制电压VGP由4.5伏特拉高至6.5伏特，以顺利达到所需的目标电压值Vtar。
相较于现有技术，根据本发明的显示装置的驱动电路是利用改变第一控制电压VGP或第二控制电压VGS的方式来让伽马电压产生器22所产生的伽马电压产生即刻的变化，由此调整显示面板PAN的面板电压Vpan随时间变化的曲线，使其形成过速(Overdrive)的现象，故可有效克服时间常数RC及显示面板PAN的负载的限制，实现将面板电压Vpan快速充电到所需目标电压值Vtar的99％，以满足小尺寸显示面板仅能允许很短时间进行充电的限制。
由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的权利要求的范畴内。

Claims (9)

1.一种显示装置的驱动电路，用以驱动该显示装置的一显示面板的多个像素，其特征在于，该驱动电路包含：
一控制模块，用以提供一第一控制电压及一第二控制电压，其中该第一控制电压及该第二控制电压均为可调整的，且该第一控制电压高于该第二控制电压；
一伽马电压产生模块，耦接该控制模块，用以根据该第一控制电压及该第二控制电压产生一伽马电压；以及
一转换输出模块，耦接于该伽马电压产生模块与该显示面板之间，用以将该伽马电压转换成一驱动电压后输出至该显示面板；
其中，当该显示面板的一负载过重时，该控制模块调整该第一控制电压及/或该第二控制电压来改变该伽马电压产生模块所产生的该伽马电压，并使得该转换输出模块所输出的该驱动电压随之改变，以调整该显示面板上的一面板电压随时间变化的曲线，该控制模块是根据来自该显示面板的一回馈信号得知该显示面板的该负载过重，并据以调整该第一控制电压及/或该第二控制电压。
2.如权利要求1所述的显示装置的驱动电路，其特征在于，该转换输出模块包含：
多个数字模拟转换单元，耦接该伽马电压产生模块，用以将数字的该伽马电压转换成模拟的该驱动电压；以及
多个驱动放大器，分别耦接于该多个数字模拟转换单元与该显示面板的多个像素，用以分别将该驱动电压输出至该显示面板的该多个像素。
3.如权利要求1所述的显示装置的驱动电路，其特征在于，当该显示面板的该负载过重时，该控制模块先将该第一控制电压由原本的一第一电压值拉高至一第二电压值，经过一第一段时间后，该控制模块再将该第一控制电压由该第二电压值校正回原本的该第一电压值，该第二电压值高于该第一电压值。
4.如权利要求3所述的显示装置的驱动电路，其特征在于，于该第一段时间内，该面板电压随时间变化的一第一曲线会比该第一控制电压维持于原本的该第一电压值时的该面板电压随时间变化的一原始曲线往上抬高，致使该面板电压达到一目标电压值所需的时间变短。
5.如权利要求3所述的显示装置的驱动电路，其特征在于，该第一段时间为可调整的。
6.如权利要求1所述的显示装置的驱动电路，其特征在于，当该显示面板的该负载过重时，该控制模块先将该第二控制电压由原本的一第三电压值降低至一第四电压值，经过一第二段时间后，该控制模块再将该第二控制电压由该第四电压值校正回原本的该第三电压值，该第四电压值低于该第三电压值。
7.如权利要求6所述的显示装置的驱动电路，其特征在于，于该第二段时间内，该面板电压随时间变化的一第二曲线会比该第二控制电压维持于原本的该第三电压值时的该面板电压随时间变化的一原始曲线往下降低，致使该面板电压达到一目标电压值所需的时间变短。
8.如权利要求6所述的显示装置的驱动电路，其特征在于，该第二段时间为可调整的。
9.如权利要求1所述的显示装置的驱动电路，其特征在于，该控制模块调整该第一控制电压及/或该第二控制电压的次数为一次或多次。
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