TW201712656A - 預校正電路 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露一種應用於液晶顯示面板之預校正電路。預校正電路包含數位類比轉換單元及預校正控制單元。數位類比轉換單元包含一預校正開關。數位類比轉換單元分別接收資料訊號及電源參考電位訊號並輸出一輸出訊號。預校正控制單元耦接數位類比轉換單元，用以根據資料訊號之灰階碼是否發生變化選擇性地開啟或關閉預校正開關，以啟動或關閉對輸出訊號執行預校正功能。

Description

預校正電路
本發明係與液晶顯示面板有關，尤其是關於一種應用於液晶顯示面板之預校正電路。
隨著液晶顯示技術不斷演進，採用高解析度與大尺寸的液晶顯示面板之各種顯示裝置及電子裝置已相當普及。然而，由於液晶顯示面板的解析度愈來愈高且面板尺寸亦愈來愈大，在技術上會面臨到液晶顯示面板的負載愈來愈大且驅動IC能夠對液晶顯示面板充電的時間亦愈來愈短。因此，如圖1A所示之傳統液晶顯示面板之驅動IC對位於遠端的液晶的充電量會不足，故需加入如圖1B所示之預校正電路(Pre-emphasis Circuit)來增加驅動IC在遠端對液晶的充電量，藉以使得液晶顯示面板能正常顯示畫面。
然而，如圖1B所示，傳統應用於液晶顯示面板之驅動IC的預校正電路中除了開關SW1~SW3之外，通常還需設置有複數個電容C1及C2，並且為了改善熱雜訊(Thermal Noise)與閃爍雜訊(Flicker Noise)之現象，除了該些電容C1及C2之電容量需夠大之外，如圖1C所示，其各開關SW1~SW3開啟或關閉的時序圖亦變得較為複雜，導致驅動IC的控制電路之複雜度變高，使得液晶顯示面板之驅動IC的成本亦會大幅增加，不利於其市場競爭力。
有鑑於此，本發明提出一種應用於液晶顯示面板之預校正電路，以有效解決先前技術所遭遇到之上述種種問題。
根據本發明之一具體實施例為一種預校正電路。於此實施例中，預校正電路應用於液晶顯示面板。預校正電路包含數位類比轉換單元及預校正控制單元。數位類比轉換單元包含一預校正開關。數位類比轉換單元分別接收資料訊號及電源參考電位訊號並輸出一輸出訊號。預校正控制單元耦接數位類比轉換單元，用以根據資料訊號之灰階碼是否發生變化選擇性地開啟或關閉預校正開關，以啟動或關閉對輸出訊號執行預校正功能。
於一實施例中，當預校正控制單元判定資料訊號之灰階碼並未發生變化時，預校正控制單元開啟(Turn-On)預校正開關，以關閉預校正功能。
於一實施例中，當預校正控制單元判定資料訊號之灰階碼已發生變化時，預校正控制單元關閉(Turn-Off)預校正開關，以啟動預校正功能。
於一實施例中，當預校正控制單元判定資料訊號之灰階碼已發生變化並係由第一灰階碼改變至第二灰階碼時，預校正控制單元進一步比較第一灰階碼與第二灰階碼之高低。
於一實施例中，預校正控制單元將所有灰階碼由低階至高階分為N階灰階碼，N階灰階碼包含第一階灰階碼至第N階灰階碼分別對應於第一開關至第N開關，且第二灰階碼係屬於N階灰階碼中之第K階灰階碼，N及K為正整數。
於一實施例中，若預校正控制單元之比較結果為第一灰階碼低於第二灰階碼，代表灰階碼係由低階改變至高階，預校正控制單元開啟對應於第K階灰階碼之第K開關，以啟動預校正功能。
於一實施例中，預校正功能係於第K開關開啟之預校正時間內對輸出訊號進行預充電(Pre-charging)。
於一實施例中，若預校正控制單元之比較結果為第一灰階碼高於第二灰階碼，代表灰階碼係由高階改變至低階，預校正控制單元開啟對應於第(K-1)階灰階碼之第(K-1)開關，以啟動預校正功能，其中第(K-1)階灰階碼係較第K階灰階碼低一階。
於一實施例中，預校正功能係於第(K-1)開關開啟之預校正時間內對輸出訊號進行預放電(Pre-discharging)。
於一實施例中，電源參考電位訊號係包含第一電源參考電位及第二電源參考電位，並且第一電源參考電位低於第二電源參考電位，第一電源參考電位係對應於K=1時之第0預校正開關且第二電源參考電位係對應於第N開關。
於一實施例中，第一電源參考電位及第二電源參考電位分別為半類比工作電壓(HAVDD)及類比工作電壓(AVDD)。
相較於先前技術，當液晶顯示面板之負載較大或是對液晶顯示面板充電之時間不足時，本發明所提出的應用於液晶顯示面板之預校正電路能夠有效改善傳統的驅動IC驅動能力不足的現象，使其有足夠對液晶顯示面板的充電量，因此液晶顯示面板能夠正常顯示畫面，而不會有畫面異常之現象產生。此外，由於本發明所提出的應用於液晶顯示面板之預校正電路不需額外設置有任何大容量之電容，故可有效避免驅動IC之電路複雜度及生產成本之增加，以提升其市場競爭力。
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。
2‧‧‧預校正電路
3‧‧‧Gamma校正單元
4‧‧‧輸出緩衝器
5‧‧‧液晶顯示面板
DL‧‧‧資料線
P1~PN‧‧‧畫素
R1~RN‧‧‧電阻
C1~CN‧‧‧電容
20‧‧‧數位類比轉換單元
22‧‧‧預校正控制單元
200‧‧‧預校正開關
202‧‧‧數位類比轉換器
+‧‧‧正輸入端
-‧‧‧負輸入端
PREF‧‧‧電源參考電位訊號
DD‧‧‧資料訊號
G1~GN‧‧‧第一階灰階碼~第N階灰階碼
SW1~SWN‧‧‧第一開關~第N開關
VREF1‧‧‧第一電源參考電位
VREF2‧‧‧第二電源參考電位
V1~V4、V2’、V3’‧‧‧電位
TPE‧‧‧預校正時間
CLK‧‧‧資料線之時脈訊號
EMP‧‧‧預校正開關控制訊號
圖1A係繪示傳統的液晶顯示面板之驅動IC在遠端對液晶的充電量會不足的示意圖。
圖1B係繪示加入預校正電路(Pre-emphasis Circuit)以增加驅動IC在遠端對液晶的充電量的示意圖。
圖1C係繪示圖1B之預校正電路的各切換訊號之時序圖。
圖2係繪示本發明之一實施例之應用於液晶顯示面板之預校正電路的示意圖。
圖3A及圖3B係分別繪示預校正電路對輸出訊號執行預校正功能之前與之後的示意圖。
圖4係繪示將所有灰階碼由低階至高階分為N階灰階碼的示意圖。
圖5係繪示當預校正功能啟動時數位類比轉換單元中之預校正開關需關閉(Turn-Off)的示意圖
圖6A至圖6D係分別繪示預校正電路於不同情況下進行預校正之時序圖。
根據本發明之一較佳具體實施例為一種預校正電路。於此實施例中，該預校正電路係應用於液晶顯示面板，當液晶顯示面板之負載較大或是對液晶顯示面板充電之時間不足時，該預校正電路即可強化其源極驅動器在遠端對液晶的驅動能力並縮短其達到目標電壓的充電時間，使得液晶顯示面板能夠正常顯示畫面，但不以此為限。
一般而言，液晶顯示面板的源極驅動器之主要功能是將系統板所提供的串列數位訊號轉換成並列訊號，再經過數位/類比轉換電路(Digital to Analog Converter,DAC)之轉換後輸出控制液晶操作的類比電壓至液晶顯示面板的資料線上。
需說明的是，本發明之預校正電路主要係針對源極驅動器中之數位/類比轉換電路的部分進行新的電路設計，藉以達到在不增加源極驅動器之電路複雜度及生產成本的前提下實現預校正功能，以解決液晶顯示面板所面臨之負載大及充電時間短等問題。
請參照圖2，圖2係繪示此實施例之應用於液晶顯示面板之預校正電路的示意圖。如圖2所示，預校正電路2係耦接於Gamma校正單元3與輸出緩衝器(Output Buffer)4之間。輸出緩衝器4的輸出端耦接至液晶顯示面板5的資料線DL上的N個畫素P1~PN分別具有由電阻R1與電容C1、電阻R2與電容C2、…及電阻RN與電容CN所組成的電阻電容負載(RC Loading)。於實際應用中，為了使資料線DL與N個畫素P1~PN可以快速充放電到目標電壓位準，輸出緩衝器4可以是一單增益運算放大器，但不以此為限。
於此實施例中，預校正電路2包含數位類比轉換單元20及預校正控制單元22。數位類比轉換單元20包含預校正開關200及數位類比轉換器202。數位類比轉換單元20係分別耦接Gamma校正單元3、預校正控制單元22及輸出緩衝器4的正輸入端+，並接收電源參考電位訊號PREF。預校正開關200耦接數位類比轉換器202。
數位類比轉換單元20分別接收數位資料訊號DD及電源參考電位訊號PREF並輸出具有類比電壓型式的輸出訊號VOUT。預校正控制單元22根據資料訊號DD之灰階碼是否發生變化選擇性地透過預校正開關控制訊號來開啟或關閉預校正開關200，以啟動或關閉對輸出訊號VOUT執行預校正功能。
於一實施例中，當預校正控制單元22判定資料訊號DD之灰階碼並未發生任何變化時，預校正控制單元22維持預校正開關200於開啟(Turn-On)狀態，以關閉預校正功能。因此，此時的輸出訊號VOUT並不會被執行預校正功能。換言之，此時的輸出訊號VOUT並不會進行預充電(Pre-charging)或預放電(Pre-discharging)。
於另一實施例中，當預校正控制單元22判定資料訊號DD之灰階碼已發生變化時，預校正控制單元22會關閉(Turn-Off)預校正開關200，以啟動預校正功能。因此，此時的輸出訊號VOUT將會被執行預校正功能。換言之，此時的輸出訊號VOUT將會進行預充電或預放電。圖3A及圖3B所分別繪示的即為預校正電路2對輸出訊號VOUT執行預校正功能之前與之後的示意圖。
當預校正控制單元22已判定資料訊號DD之灰階碼發生變化時，亦即資料訊號DD之灰階碼已由原本的第一灰階碼改變至新的第二灰階碼，預校正控制單元22還需進一步比較第一灰 階碼與第二灰階碼之高低，藉以判定資料訊號DD之灰階碼係由低階改變至高階或是由高階改變至低階。
接著，請參照圖4，圖4係繪示將所有灰階碼由低階至高階分為N階灰階碼的示意圖。
如圖4所示，於一實施例中，假設預校正控制單元22將所有灰階碼由低階至高階分為N階灰階碼G1~GN。N階灰階碼G1~GN包含第一階灰階碼G1至第N階灰階碼GN且第一階灰階碼G1至第N階灰階碼GN分別對應於第一開關SW1至第N開關SWN。第一階灰階碼G1至第N階灰階碼GN分別包含有複數個灰階碼。
承上述實施例，資料訊號DD之灰階碼係由原本的第一灰階碼改變至新的第二灰階碼，於此假設第二灰階碼係屬於N階灰階碼G1~GN中之第K階灰階碼GK，其中N及K均為正整數。接下來，將分別就預校正控制單元22比較第一灰階碼與第二灰階碼之兩種比較結果進行說明。
(1)第一種比較結果：若預校正控制單元22之比較結果為第一灰階碼低於第二灰階碼，亦即第一灰階碼低於第K階灰階碼GK，這代表資料訊號DD之灰階碼變化係由低階改變至高階，此時，預校正控制單元22將會開啟對應於第K階灰階碼GK之第K開關SWK，以啟動預校正功能，於第K開關SWK開啟的預校正時間內對輸出訊號VOUT進行預充電，但不以此為限。
(2)第二種比較結果：若預校正控制單元22之比較結果為第一灰階碼高於第二灰階碼，亦即第一灰階碼高於第K階灰階碼GK，代表資料訊號DD之灰階碼變化係由高階改變至低階，此時，預校正控制單元22將會開啟對應於第(K-1)階灰階碼G(K-1)之第(K-1)開關SW(K-1)，以啟動預校正功能，於第(K-1)開關SW(K-1)開啟的預校正時間內對輸出訊號VOUT進行預放電，但不以此為限。其中，第(K-1)階灰階碼係較第K階灰階碼低一階。
需說明的是，為了有效解決在最高灰階碼及最低灰階碼進行預校正的問題，此實施例中之電源參考電位訊號 PREF可包含第一電源參考電位VREF1及第二電源參考電位VREF2，並且第一電源參考電位VREF1低於第二電源參考電位VREF2。其中，第一電源參考電位VREF1係對應於當K=1時之第(K-1)階灰階碼所對應的第0開關SW0且第二電源參考電位VREF2係對應於第N開關SWN。
於實際應用中，電源參考電位訊號PREF中之第一電源參考電位VREF1及第二電源參考電位VREF2可分別為半類比工作電壓(HAVDD)及類比工作電壓(AVDD)，但不以此為限。
請參照圖5，圖5係繪示當預校正功能啟動時數位類比轉換單元中之預校正開關需關閉(Turn-Off)的示意圖。如圖5所示，數位類比轉換單元20包含預校正開關200、數位類比轉換器202、輔助數位類比轉換器204及輸出端206。數位類比轉換器202及輔助數位類比轉換器204分別耦接至輸出端206，並且預校正開關200係設置於數位類比轉換器202與輸出端206之間。
當預校正控制單元22判定資料訊號DD之灰階碼已發生變化時，預校正控制單元22會根據資料訊號DD之灰階碼變化係由高階改變至低階或低階改變至高階選擇性地開啟第K開關SWK或第(K-1)開關SW(K-1)，以啟動預校正功能。於同一時間，預校正控制單元22需關閉設置於數位類比轉換器202與輸出端206之間的預校正開關200，以切斷數位類比轉換器202與輸出端206之間的電性連結，使得數位類比轉換器202的輸出訊號不會從輸出端206輸出，藉以於預校正時間內實現對輸出訊號VOUT進行預放電或預放電。
當預放電或預放電完成時，預校正控制單元22會關閉原本開啟的第K開關SWK或第(K-1)開關SW(K-1)，以關閉預校正功能。於同一時間，預校正控制單元22需開啟設置於數位類比轉換器202與輸出端206之間的預校正開關200，以恢復數位類比轉換器202與輸出端206之間的電性連結，使得數位類比轉換器202的輸出訊號能夠從輸出端206輸出。
請參照圖6A至圖6D，圖6A至圖6D係分別繪示預校正電路於不同情況下進行預校正之時序圖。
如圖6A所示，當預校正控制單元22開啟第N開關SWN時，預校正開關200會被預校正開關控制訊號EMP關閉，輸出訊號VOUT會在第N開關SWN開啟的預校正時間TPE內進行預充電，使其電位由原本的V1上升至V3。
如圖6B所示，當預校正控制單元22開啟第0開關SW0時，預校正開關200會被預校正開關控制訊號EMP關閉，輸出訊號VOUT會在第0開關SW0開啟的預校正時間TPE內進行預放電，使其電位由原本的V2下降至V4。
如圖6C所示，當預校正控制單元22開啟第K開關SWK時，預校正開關200會被預校正開關控制訊號EMP關閉，輸出訊號VOUT會在第K開關SWK開啟的預校正時間TPE內進行預充電，使其電位由原本的V1上升至V3’。
如圖6D所示，當預校正控制單元22判定資料訊號DD之灰階碼並未發生任何變化時，預校正控制單元22不會開啟第0開關SW0至第N開關SWN，此時，預校正功能不會被啟動，輸出訊號VOUT之電位會維持於V2’而不會進行預充電或預放電，預校正開關200亦維持於開啟狀態而不會被預校正開關控制訊號EMP關閉。
由上述各實施例可知：相較於先前技術，當液晶顯示面板之負載較大或是對液晶顯示面板充電之時間不足時，本發明所提出的應用於液晶顯示面板之預校正電路能夠有效改善傳統的驅動IC驅動能力不足的現象，使其有足夠對液晶顯示面板的充電量，因此液晶顯示面板能夠正常顯示畫面，而不會有畫面異常之現象產生。此外，由於本發明所提出的應用於液晶顯示面板之預校正電路不需額外設置有任何大容量之電容，故可有效避免驅動IC之電路複雜度及生產成本之增加，以提升其市場競爭力。
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‧‧‧預校正電路
3‧‧‧Gamma校正單元
4‧‧‧輸出緩衝器
5‧‧‧液晶顯示面板
DL‧‧‧資料線
P1~PN‧‧‧畫素
R1~RN‧‧‧電阻
C1~CN‧‧‧電容
20‧‧‧數位類比轉換單元
22‧‧‧預校正控制單元
200‧‧‧預校正開關
202‧‧‧數位類比轉換器
+‧‧‧正輸入端
-‧‧‧負輸入端
PREF‧‧‧電源參考電位訊號

Claims (11)

  1. 一種預校正電路(Pre-emphasis Circuit)，應用於一液晶顯示面板，該預校正電路包含：一數位類比轉換(DAC)單元，包含一預校正開關(Pre-emphasis Switch)，該數位類比轉換單元分別接收一資料訊號及一電源參考電位(Power Reference Level)訊號並輸出一輸出訊號；以及一預校正控制單元，耦接該數位類比轉換單元，用以根據該資料訊號之一灰階碼(Gray Code)是否發生變化選擇性地開啟或關閉該預校正開關，以啟動或關閉對該輸出訊號執行一預校正功能。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之預校正電路，其中當該預校正控制單元判定該資料訊號之該灰階碼並未發生變化時，該預校正控制單元開啟(Turn-On)該預校正開關，以關閉該預校正功能。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之預校正電路，其中當該預校正控制單元判定該資料訊號之該灰階碼已發生變化時，該預校正控制單元關閉(Turn-Off)該預校正開關，以啟動該預校正功能。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之預校正電路，其中當該預校正控制單元判定該資料訊號之該灰階碼已發生變化並係由一第一灰階碼改變至一第二灰階碼時，該預校正控制單元進一步比較該第一灰階碼與該第二灰階碼之高低。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之預校正電路，其中該預校正控制單元將所有灰階碼由低階至高階分為N階灰階碼，該N階灰階碼包含一第一階灰階碼至一第N階灰階碼分別對應於一第一 開關至一第N開關，且該第二灰階碼係屬於該N階灰階碼中之一第K階灰階碼，N及K為正整數。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之預校正電路，其中若該預校正控制單元之比較結果為該第一灰階碼低於該第二灰階碼，代表該灰階碼係由低階改變至高階，該預校正控制單元開啟(Turn-On)對應於該第K階灰階碼之一第K開關，以啟動該預校正功能。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之預校正電路，其中該預校正功能係於該第K開關開啟之一預校正時間內對該輸出訊號進行預充電(Pre-charging)。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之預校正電路，其中若該預校正控制單元之比較結果為該第一灰階碼高於該第二灰階碼，代表該灰階碼係由高階改變至低階，該預校正控制單元開啟對應於一第(K-1)階灰階碼之一第(K-1)開關，以啟動該預校正功能，其中該第(K-1)階灰階碼係較該第K階灰階碼低一階。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之預校正電路，其中該預校正功能係於該第(K-1)開關開啟之一預校正時間內對該輸出訊號進行預放電(Pre-discharging)。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之預校正電路，其中該電源參考電位訊號係包含一第一電源參考電位及一第二電源參考電位，並且該第一電源參考電位低於該第二電源參考電位，該第一電源參考電位係對應於K=1時之一第0預校正開關且該第二電源參考電位係對應於該第N開關。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之預校正電路，其中該第一電源參考電位及該第二電源參考電位分別為半類比工作電壓 (HAVDD)及類比工作電壓(AVDD)。
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