CN109493824B - 源极驱动器、显示装置及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种源极驱动器、显示装置及其驱动方法。源极驱动器包括至少一个驱动通道，驱动通道向相应的多个像素单元提供灰阶电压，驱动通道包括输入模块，用于接收显示数据和控制信号，并产生数字信号；数模转换器，将数字信号转换成相应的模拟电压；输出模块，根据模拟电压产生灰阶电压，控制信号表征第一状态，输入模块根据显示数据获得第一数字信号，控制信号表征第二状态，输入模块根据控制信号产生相应的第二数字信号。源极驱动器设置控制单元可满足系统在特定时序输出特定的灰阶电压以满足系统的特定需求。控制单元的集成体积小，工作电压低，既可以满足系统的需求，又没有大幅度的增加源极驱动器的集成体积和制造成本。

Description

源极驱动器、显示装置及其驱动方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，更具体地涉及一种源极驱动器、显示装置及其驱动方法。

背景技术

液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)具备轻薄、节能、无辐射等诸多优点，广泛运用于笔记本电脑、台式电脑、摄录放影机、智能电视、移动终端或个人数字处理器等产品上。

为使得显示装置达到系统特定的需求，例如能使显示装置实现插入黑画面以及系统内建测试等功能，显示装置的源极驱动器应该具备在特定时序下输出固定的灰阶电压作为像素电压写入相应的像素单元中。

图1示出现有技术的显示装置中源极驱动器的结构示意图。如图1所示，源极驱动器100包括多个驱动通道110，图2示出驱动通道的结构示意图。结合图示，每个驱动通道110包括移位寄存器111、输入模块112、锁存模块113、电平转换模块114、数模转换器115、电压选择单元1151、输出模块116。

具体地，显示装置中的时序控制器200连接移位寄存器111以输出系统时钟信号CLK1，时序控制器200通过数据总线连接输入模块112以输出显示数据Data。移位寄存器111通常包括双向移位寄存器(Bi-directional Shift Register)，用于根据系统时钟信号CLK1通过输出端口依次输出多个脉冲，从而输入模块112中由预设的映射规则将显示数据Data映射产生与之相应的第一数字信号Data1，并根据多个脉冲控制依次将第一数字信号Data1锁存到锁存模块113中。

锁存模块113包括数据锁存器(Data Latches)，由于液晶具有容易老化的特性，因此提供给液晶分子的电压值必须在时间平均上接近零，以此减少直流的输出成分。因此数据锁存模块113一方面用于实现数据的锁存，另一方面可以实现数据的反转。

电平转换模块114包括电平转换器(Level Shifter)，用于提升数据锁存模块113中像素数据的低电位。

数模转换器115连接电平转换模块114，并以电压缓冲器300中输出的相对应的伽玛电压Vg为基准，将经过电平转换的第一数字信号Data1进行数模转换得到与之对应的模拟电压。

输出模块116连接数模转换器115，将模拟电压处理之后得到用于表征灰阶级的灰阶电压Sout，并将灰阶电压Sout输出至对应像素单元中的薄膜晶体管的源极，以使各个像素单元按照对应的灰度级进行显示。

在数模转换器115的输出端连接一电压选择单元1151，当系统输出指示信号Ctrl指示源极驱动器100输出固定的灰阶电压时，电压选择单元1151选择目标灰阶电压输出至输出模块116。该电压选择单元1151连接于两个高压的模拟元件之间，等效于在数模转换模块150的输出端新增一级电阻开关组件。电压选择单元1151的等效电阻降低了数模转换模块150的导通能力。当通过降低电压选择单元1151的等效电阻值时，为达到系统要求输出的固定电压，需要通过提升数模转换器115的性能，进而增加了源极驱动器的集成体积，增加了源极驱动器的制造成本。

因此，有必要提供一种新的源极驱动器，在满足系统需求的基础上既保证了数模转换器的导通能力，又不大幅度的增加源极驱动器的集成体积以及制造成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种源极驱动器、显示装置及其驱动方法，在满足系统需求的基础上既保证了数模转换器的导通能力，又不大幅度的增加源极驱动器的集成体积以及制造成本。

根据本发明的一方面，提供一种源极驱动器，包括至少一个驱动通道，每个所述驱动通道向相应的多个像素单元提供灰阶电压，其特征在于，每个所述驱动通道包括：输入模块，用于接收显示数据和控制信号，并产生数字信号；数模转换器，将所述数字信号转换成相应的模拟电压；以及输出模块，根据所述模拟电压产生所述灰阶电压，其中，当所述控制信号表征第一状态时，所述输入模块根据所述显示数据获得第一数字信号，当所述控制信号表征第二状态时，所述输入模块根据所述控制信号产生相应的第二数字信号。

可选地，所述输入模块包括：处理单元，将所述显示数据根据预置的映射关系产生所述第一数字信号；控制单元，分别连接所述处理单元与所述数模转换器，当所述控制信号表征第一状态时，所述处理单元输出第一数字信号至所述数模转换器，当所述控制信号表征第二状态时，所述控制单元根据所述控制信号产生所述并输出至所述数模转换器。

可选地，所述控制单元包括可编程逻辑电路。

可选地，所述控制信号包括至少一位数据位，当所述控制信号表征第二状态时，所述输入模块根据所述控制信号对应的数值产生相应的所述数字信号。

可选地，还包括：时序模块，接收时钟信号，并根据所述时钟信号产生所多个脉冲；以及锁存模块，与所述移位寄存器和所述输入模块连接，所述锁存模块根据所述多个脉冲锁存所述数字信号。

可选地，还包括：电平转换模块，连接于所述锁存模块与所述数模转换器之间，用于提升所述数字信号的电平以输出至所述数模转换器。

可选地，所述时序模块包括：第一时钟单元，用于传输所述源极驱动器外部的时钟信号；移位寄存器，连接所述第一时钟单元以生成所述多个脉冲并输出。

可选地，所述时序模块还包括：第二时钟单元，连接所述移位寄存器，根据所述控制信号产生一内部的时钟信号，当所述控制信号表征第一状态时，所述移位寄存器根据所述第一时钟单元的所述时钟信号产生多个脉冲，当所述控制信号表征第二状态时，所述移位寄存器根据所述第二时钟单元的所述时钟信号产生多个脉冲。

根据本发明的另一方面，提供一种显示装置，包括上述所述的源极驱动器。

根据本发明的另一方面，提供一种驱动方法，所述驱动方法包括：根据显示数据以及控制信号产生数字信号并输出；将所述数字信号转换为模拟电压；以及根据所述模拟电压产生灰阶电压，其中，当所述控制信号表征第一状态时，根据所述显示数据产生第一数字信号并输出，当所述控制信号表征第二状态时，根据所述控制信号产生第二数字信号并输出。

可选地，将所述数字信号转换为模拟电压的步骤包括：根据时钟信号产生多个脉冲；根据所述多个脉冲控制所述数字信号之一锁存；以及提升所述数字信号的电平并转换为所述模拟电压。

综上所述，本发明提供的源极驱动器、显示装置及其驱动方法，其中，源极驱动器在可以实现基本的灰阶电压输出以支持显示装置的显示功能之外，通过设置的控制单元可以满足系统在特定时序通过源极驱动器的驱动通道，输出特定的灰阶电压以满足系统的特定需求，例如可以实现插入黑画面以及完成系统内部自测试等操作。本发明提供的控制单元为数字电路，连接在源极驱动器的数字端，在满足输出系统特定的灰阶数据的前提下，保证了源极驱动器中数模转换器的导通能力。并且控制单元的集成体积小，工作电压低，既可以满足系统的需求，又没有大幅度的增加源极驱动器的集成体积和制造成本。并且控制单元输出的第二数字信号可编程实现，因此本发明提供的源极驱动器可以提供的固定的灰阶电压的范围提升，源极驱动器的适用范围更广。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出现有技术的显示装置中源极驱动器的结构示意图。

图2示出图1中驱动通道的结构示意图。

图3示出根据本发明第一实施例源极驱动器的驱动通道的结构示意图。

图4示出根据本发明第二实施例源极驱动器的驱动通道的结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。

图3示出根据本发明第一实施例源极驱动器的驱动通道的结构示意图。

源极驱动器至少包括一个驱动通道，每个驱动通道向相应的多个像素单元提供灰阶电压，并根据栅极驱动器扫描控制进而实现显示功能。

如图3所示，本发明的一种源极驱动器中的驱动通道210包括时序模块211、输入模块212、锁存模块213、电平转换模块214、数模转换器215、输出模块216。

时序模块211包括连接的移位寄存器2111和第一时钟单元2112，第一时钟单元2112连接显示系统中的时序控制器以接收系统时钟信号CLK1，移位寄存器2111用于根据系统时钟信号CLK1产生多个脉冲并通过输出端依次输出，其中移位寄存器2111例如为双向时序模块。输入模块212包括控制单元2121和处理单元2122，处理单元2122连接显示系统中的时序控制器以接收符合源极驱动器要求的显示数据Data，并将显示数据Data根据预置的数据映射原则得到与显示数据Data相对应的第一数字信号Data1。输入模块212接收的控制信号Ctrl表征第一状态时，锁存模块213分别连接时序模块211和输入模块212中的处理单元2122，根据多个脉冲控制依次接收并锁存第一数字信号Data1，其中锁存模块213例如通过数据锁存器实现锁存。锁存模块213连接电平转换模块214将锁存的第一数字信号Data1的低电平提高，进而输出电平转换后的数字信号至数模转换器215，数模转换器215以相应的伽玛电压Vg为基准，将经电平转换处理的第一数字信号Data1进行数模转换，得到一与第一数据信号Data1相对应的模拟电压。数模转换器215连接输出模块216，输出模块216将接收的模拟电压放大处理后得到与显示数据Data相对应的灰阶电压Sout，并输出至像素单元，以将灰阶电压Sout存储自己像素单元以备显示。

其中该源极驱动器的至少一个驱动通道210的输入模块212还包括一控制单元2121，控制单元2121连接锁存模块213的输入端。控制单元2121连接在源极驱动器的数字电路端，该控制单元2121例如可以是可编程逻辑电路，控制单元2121接收系统输出的控制信号Ctrl，当控制信号Ctrl表征第二状态时，即表明系统指示源极驱动器输出系统特定的灰阶电压，此时控制单元2121根据控制信号Ctrl的数据位指示生成第二数字信号Data2。其中控制信号Ctrl包括至少一位数据位，输入模块212接收的控制信号Ctrl表征第二状态时，输入模块212的控制单元2121根据控制信号Ctrl对应的数值产生相应的第二数字信号Data2，锁存模块213接收到控制单元2121输出的第二数字信号Data2，根据时序模块211的多个脉冲控制依次锁存第二数字信号Data2，接着通过电平转换模块214、数模转换器215、输出模块216将第二数字信号Data2进行电平转换、数模转换、电压放大处理后得到与之对应的固定灰阶电压。

其中输入模块212根据控制信号Ctrl和显示数据Data产生第一数字信号Data1和第二数字信号Data2，当所述控制信号Ctrl表征第一状态时，输入模块212的处理单元2122根据显示数据获得第一数字信号，当所控制信号Ctrl表征第二状态时，输入模块212的控制单元2121根据所控制信号Ctrl产生相应的第二数字信号。

本发明源极驱动器的该驱动通道，在可以实现基本的灰阶电压输出以支持显示装置的显示功能之外，通过设置的控制单元可以满足系统在特定时序通过源极驱动器的驱动通道，输出特定的灰阶电压以满足系统的特定需求，例如可以实现插入黑画面以及完成系统内部自测试等操作。

优选地，本发明提供的控制单元为数字电路，连接在源极驱动器的数字端，在满足输出系统特定的灰阶数据的前提下，保证了源极驱动器中数模转换器的导通能力。并且控制单元的集成体积小，工作电压低，既可以满足系统的需求，又没有大幅度的增加源极驱动器的集成体积和制造成本。

优选地，控制单元输出的第二数字信号可编程实现，因此本发明提供的源极驱动器可以提供的固定的灰阶电压的范围提升，因此本发明的源极驱动器的适用范围广。

图4示出根据本发明第二实施例源极驱动器的驱动通道的结构示意图。

如图4所示，驱动通道310包括时序模块311、输入模块312、锁存模块313、电平转换模块314、数模转换器315、输出模块316。输入模块312包括控制单元3121和处理单元3122，时序模块311包括连接的移位寄存器3111和第一时钟单元3112，本实施例是在第一实施例的基础上在源极驱动的通道上的时序模块中增加了一第二时钟单元3113。

具体地，第一时钟单元3112和第二时钟单元3113分别连接移位寄存器3111的输入端。当系统输出控制信号Ctrl表征第一状态时，移位寄存器3111的输入端接收第一时钟单元3112传输的系统时钟信号CLK1；当系统输出控制信号Ctrl表征第二状态时，移位寄存器3111的输入端接收第二时钟单元3113内部生成的目标时钟信号CLK2。

本实施例通过在源极驱动的通道上增设了时序控制单元，在系统知识生成特定的灰阶电压时，根据系统控制信号生成特定的目标时钟信号以控制特定的灰阶数据第二数字信号进一步生成特定的灰阶电压输出。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种源极驱动器，包括至少一个驱动通道，每个所述驱动通道向相应的多个像素单元提供灰阶电压，其特征在于，每个所述驱动通道包括：

输入模块，用于接收显示数据和控制信号，并产生数字信号，所述控制信号包括至少一位数据位，所述输入模块包括产生第二数字信号的控制单元，所述控制单元包括可编程逻辑电路；

数模转换器，将所述数字信号转换成相应的模拟电压；以及

输出模块，根据所述模拟电压产生所述灰阶电压，

其中，当所述控制信号表征第一状态时，所述输入模块根据所述显示数据获得第一数字信号，当所述控制信号表征第二状态时，所述控制单元根据所述控制信号的数值产生相应的第二数字信号，所述数字信号为第一数字信号或者第二数字信号，

所述第二数字信号经过处理生成的所述灰阶电压，用于实现插入黑画面和系统内部自测试。

2.根据权利要求1所述的源极驱动器，其特征在于，所述输入模块还包括：

处理单元，将所述显示数据根据预置的映射关系产生所述第一数字信号，所述控制单元分别连接所述处理单元与所述数模转换器，当所述控制信号表征第一状态时，所述处理单元输出第一数字信号至所述数模转换器，当所述控制信号表征第二状态时，所述控制单元产生所述第二数字信号并输出至所述数模转换器。

3.根据权利要求1所述的源极驱动器，其特征在于，还包括：

时序模块，包括第一时钟单元和移位寄存器，所述第一时钟单元用于传输所述源极驱动器外部的时钟信号，所述移位寄存器连接所述第一时钟单元以生成多个脉冲并输出；以及

锁存模块，与所述移位寄存器和所述输入模块连接，所述锁存模块根据所述多个脉冲锁存所述数字信号。

4.根据权利要求3所述的源极驱动器，其特征在于，还包括：

电平转换模块，连接于所述锁存模块与所述数模转换器之间，用于提升所述数字信号的电平以输出至所述数模转换器。

5.根据权利要求3所述的源极驱动器，其特征在于，所述时序模块还包括：

第二时钟单元，连接所述移位寄存器，根据所述控制信号产生一内部的时钟信号，当所述控制信号表征第一状态时，所述移位寄存器根据所述第一时钟单元的所述时钟信号产生多个脉冲，当所述控制信号表征第二状态时，所述移位寄存器根据所述第二时钟单元的所述时钟信号产生多个脉冲。

6.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的源极驱动器。

7.一种驱动方法，其特征在于，所述驱动方法包括：

根据显示数据以及控制信号产生数字信号并输出，所述控制信号包括至少一位数据位，输入模块包括产生第二数字信号的控制单元，所述控制单元包括可编程逻辑电路；

将所述数字信号转换为模拟电压；以及

根据所述模拟电压产生灰阶电压，

其中，当所述控制信号表征第一状态时，根据所述显示数据产生第一数字信号并输出，当所述控制信号表征第二状态时，根据所述控制信号的数值产生第二数字信号并输出，所述数字信号为第一数字信号或者第二数字信号，

所述第二数字信号经过处理生成的所述灰阶电压，用于实现插入黑画面和系统内部自测试。

8.根据权利要求7所述的驱动方法，其特征在于，将所述数字信号转换为模拟电压的步骤包括：

根据时钟信号产生多个脉冲；

根据所述多个脉冲控制所述数字信号之一锁存；以及

提升所述数字信号的电平并转换为所述模拟电压。

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