TWI453723B - 顯示驅動電路及顯示驅動方法 - Google Patents

Description

顯示驅動電路及顯示驅動方法

本揭示內容是有關於一種驅動電路架構，且特別是有關於一種顯示驅動電路。

近年來，因為液晶顯示面板具有重量輕、尺寸薄、省電等優點，已逐漸成為顯示面板的主流。對於液晶顯示面板而言，因為液晶分子本身具有不能夠一直被固定在某一個電壓的特性。否則，當欲改變電壓而旋轉液晶分子時，液晶分子的反應速度會變慢，進而留下殘影；甚至當持續時間過長，即使將電壓去除掉，液晶分子會因為其特性已經被破壞而無法再隨著電場的變化來轉動。所以對於液晶顯示面板，每隔一段時間，即使所顯示的畫面沒有變化，必須要變化施加在液晶上的電壓，以避免液晶分子的特性遭到破壞。

因此，目前顯示驅動電路通常將施加於液晶分子兩端的電壓差分為正電壓差(正極性)與負電壓差(負極性)兩種，因此液晶分子被施加電壓後會具有正極性或負極性，並隨時間改變切換個別液晶分子的極性，即是所謂的極性反轉。常見的極性反轉的方法包括畫面反轉(framc inversion)、列反轉(row inversion)、行反轉(column inversion)以及點反轉(dot inversion)。上述幾種轉換方式，其不同處是在於液晶顯示面板上，相鄰像素之間的極性反轉的頻率與反轉的方式。

其中，行反轉(column inversion)以面板上同一行的像素為相同極性的最小單位進行反轉，且相鄰兩行的像素為相反極性；點反轉(dot inversion)則是以每一個像素為最小單位進行反轉，且面板上任意相鄰兩點的像素的極性皆相反。

對目前的顯示驅動電路架構中的源極驅動電路而言，若採用點反轉時，可透過切換電路(如選擇器)將相鄰兩組輸入訊號(分別為正電壓與負極性)互換即可，輸入訊號本身極性並不改變。另一方面，若採用行反轉時，輸入訊號的電壓準位則需要隨時間進行改變，因此，行反轉驅動方式下電路元件需要有更高的電壓轉換速率(slew rate)，才能避免訊號失真或異常。

因此，為了解決上述問題，本發明揭露一種顯示驅動電路，其中顯示驅動電路根據極性訊號(POL)的訊號狀態來判斷目前的驅動方式，當極性訊號為恆定值時，表示目前可能為行反轉驅動，此時便產生控制訊號至偏壓單元，藉此提供額外工作電流至通道放大器，進而提高通道放大器的電壓轉換速率(slew rate)；另一方面，當極性訊號為隨時間切換時，表示目前可能為點反轉驅動，此時，便不提供額外工作電流至通道放大器，以避免不必要的能源消耗。

本發明內容之一態樣是在提供一種顯示驅動電路，其包含複數個通道放大器、偏壓單元以及控制單元。通道放大器用以驅動複數個畫素資料線。偏壓單元用以提供偏壓至通道放大器。控制單元根據一極性訊號(POL)選擇性地產生一控制訊號至該偏壓單元，藉此使該偏壓單元選擇性地提供一額外工作電流至該等通道放大器。

根據本發明之一實施例，其中當該極性訊號恆定於一電壓準位時，該控制單元產生該控制訊號至該偏壓單元，藉以使該偏壓單元提供該額外工作電流至該等通道放大器。於此實施例中，當該極性訊號恆定於一電壓準位時，該顯示驅動電路係採用一行反轉驅動。

根據本發明之另一實施例，於行反轉驅動下，其中該等通道放大器輸出至該等畫素資料線之一驅動電壓係週期性地切換，該控制單元於該驅動電壓將進行切換之前一特定時間之內產生該控制訊號，藉以使該偏壓單元提供該額外工作電流。

根據本發明之另一實施例，其中當該極性訊號於不同電壓準位之間切換時，該控制單元不產生該控制訊號至該偏壓單元，則該偏壓單元不提供該額外工作電流至該等通道放大器。於此實施例中，其中當該極性訊號於不同電壓準位之間切換時，該顯示驅動電路係採用一點反轉驅動。

根據本發明之另一實施例，顯示驅動電路更包含一切換單元，耦接於該等畫素資料線與該等通道放大器之間，該切換單元用以根據該極性訊號(POL)切換該等畫素資料線與該等通道放大器之間的對應關係。於此實施例中，該切換單元包含複數個選擇器，其中每一選擇器分別耦接於該等通道放大器其中兩個相鄰的通道放大器與該等畫素資料線其中兩個相鄰的畫素資料線之間。

根據本發明之另一實施例，其中顯示驅動電路可為源極驅動電路。

根據本發明之另一實施例，顯示驅動電路更包含複數個數位類比轉換器，該等通道放大器用以根據該等數位類比轉換器以驅動該等畫素資料線。

本發明內容之另一態樣是在提供一種顯示驅動方法，其適用於一顯示驅動電路，其中該顯示驅動電路包含一偏壓電路以及複數個通道放大器，該顯示驅動方法包含下列步驟：偵測一極性訊號(POL)；以及，根據該極性訊號(POL)選擇性地產生一控制訊號至該偏壓單元，藉此使該偏壓單元選擇性地提供一額外工作電流至該等通道放大器。

根據本發明之一實施例，其中當該極性訊號恆定於一電壓準位時，該顯示驅動方法產生一控制訊號至該偏壓單元，藉以使該偏壓單元提供該額外工作電流至該等通道放大器。另一方面，其中當該極性訊號於不同電壓準位之間切換時，則不產生該控制訊號至該偏壓單元，而該偏壓單元不提供該額外工作電流至該等通道放大器。

請參閱第1圖，其繪示根據本發明之一實施例中一種顯示驅動電路100的示意圖。如第1圖所示，顯示驅動電路100可包含N個數位類比轉換器(digital analog converter,DAC，於此例中為兩個數位類比轉換器120a,120b)、N個通道放大器(於此例中為兩個通道放大器140a,140b)、偏壓單元160、控制單元180以及切換單元190。N個通道放大器用以驅動N個畫素資料線(於此例中為兩個畫素資料線P1,P2)。

實際應用中，顯示驅動電路100可為源極驅動電路(source driver)，但本發明並不以此為限。此外，本實施例中，為說明上的方便以兩組顯示訊號通道(N=2)舉例說明，但本發明亦不以N=2為限。實際應用中，畫素資料線的數量與顯示裝置的解析度有關，舉例來說，當顯示裝置的解析度為1024x768時，N可為1024或其因數。

於此實施例中，通道放大器140a及通道放大器140b分別與數位類比轉換器120a與數位類比轉換器120b耦接，並根據數位類比轉換器120a與數位類比轉換器120b產生的訊號，進而驅動畫素資料線P1及P2。偏壓單元160用以提供偏壓至通道放大器140a與140b。

於此實施例中，假設數位類比轉換器120a產生的是正極性的訊號，而數位類比轉換器120b產生的是負極性的訊號，作為舉例說明，但本發明並不以此為限。

於此實施例中有關行反轉驅動模式的做法說明如下，請一併參閱第2圖，其繪示顯示驅動電路100於行反轉驅動時的訊號時序變化圖。如第2圖所示，當顯示驅動電路100採用行反轉驅動時，顯示驅動電路100中的極性訊號(POL)基本上維持恆定值不變。第2圖中，時脈訊號TP(time pulse)為顯示驅動電路100中採用的電路時脈。

於行反轉驅動下，數位類比轉換器120a與數位類比轉換器120b可依據前級的時序控制器(timing Controller,TCON)或其他顯示訊號來源將目前欲顯示的訊號傳送至通道放大器140a及通道放大器140b，經放大後傳送至畫素資料線P1與P2，輸出至畫素資料線P1與P2的驅動電壓如第2圖所示。須特別注意的是，輸出至畫素資料線P1與P2的驅動電壓在不同電壓準位之間進行電壓訊號升降時的速率，受通道放大器140a及通道放大器140b的電壓轉換速率(slew rate)影響。

於此實施例中，偏壓單元160用以提供偏壓(如第2圖中的偏壓電流Ib)至通道放大器140a,140b。當極性訊號POL恆定於固定的電壓準位時(如第2圖所示)，即顯示驅動電路100採用行反轉驅動，此時，控制單元180產生控制訊號HDR至偏壓單元160，藉以使偏壓單元160提供額外工作電流Iex至通道放大器140a,140b。

更精確地說，通道放大器140a,140b輸出至畫素資料線P1,P2之驅動電壓係週期性地切換，控制單元係在驅動電壓將進行切換(低準位至高準位、高準位至低準位)之前特定時間之內產生控制訊號HDR，藉以使偏壓單元提供額外工作電流Iex。

藉由額外工作電流Iex提高通道放大器140a,140b的電壓轉換速率(slew rate)，如此一來，通道放大器140a,140b輸出至畫素資料線P1,P2之驅動電壓進行電壓準位切換所需的切換時間(settling time，如第2圖中的切換時間Tt)就愈短，如此便可避免顯示訊號的失真。

於此實施例中有關點反轉驅動模式的做法說明如下，請一併參閱第3圖，其繪示顯示驅動電路100於點反轉驅動時的訊號時序變化圖。如第3圖所示，當顯示驅動電路100採用點反轉驅動時，顯示驅動電路100中的極性訊號(POL)大致上係週期性地於高、低電壓準位之間切換。

顯示驅動電路100的切換單元190耦接於畫素資料線P1,P2與通道放大器140a,140b之間，切換單元190用以根據極性訊號(POL)切換畫素資料線P1,P2與該等通道放大器140a,140b之間的對應關係。於此實施例中，切換單元190中可包含至少一選擇器(multiplexer,MUX)電路，其中切換單元190中的選擇器耦接通道放大器140a,140b與畫素資料線P1,P2之間。實際應用中，當顯示裝置具有更多畫素資料線時，切換單元190可相對應包含多個選擇器，其中每一選擇器分別耦接於兩個相鄰的通道放大器與兩個相鄰的畫素資料線之間。第3圖中，TP訊號為時序控制器TCON送出切換單元190的控制訊號，其中當TP訊號為High時，代表是高阻抗(high impedance,hi-Z)狀態，亦即切換單元190暫時形成開路狀態且暫不送出欲顯示的畫素訊號。

於此實施例中，在點反轉驅動模式下，數位類比轉換器120a產生固定的正電壓訊號，數位類比轉換器120b產生固定的負電壓訊號，通道放大器140a,140b用以根據數位類比轉換器120a,120b以驅動畫素資料線P1,P2，且切換單元190用以根據極性訊號POL切換畫素資料線P1,P2與該等通道放大器140a,140b之間的對應關係。極性訊號(POL)可由時序控制器TCON(未繪示)或其他訊號處理單元產生。

當極性訊號POL為高準位時，切換單元190中的選擇器將正驅動電壓輸出至畫素資料線P1，並將負驅動電壓輸出至畫素資料線P2；另一方面，當極性訊號POL為低準位時，切換單元190透過選擇器改變連接關係，將負驅動電壓輸出至畫素資料線P1，並將正驅動電壓輸出至畫素資料線P2。

於點反轉驅動模式下，驅動電壓的切換可透過上述方式完成，而通道放大器140a,140b所處理的訊號為固定電壓準位並不改變，也就是說，通道放大器140a,140b不需要額外的工作電流供給來提高電壓轉換速率(slew rate)，於此實施例中，當極性訊號POL於不同電壓準位之間切換時(如第3圖所示)，即顯示驅動電路100採用點反轉驅動，控制單元180不產生控制訊號HDR(如第3圖中，控制訊號HDR維持於低準位)至偏壓單元160，則偏壓單元160不提供額外工作電流至通道放大器140a,140b，以避免不必要的能量浪費。

也就是說，本發明的顯示驅動電路100其控制單元180根據極性訊號(POL)是否有週期性的改變，而選擇性地產生控制訊號至偏壓單元160，藉此使偏壓單元160選擇性地提供額外工作電流至通道放大器140a,140b，藉此可在必要時提高通道放大器的電壓轉換速率(slew rate)，同時可避免不必要的能源消耗。

接著，請參閱第4圖，其繪示根據本發明之另一實施例中一種顯示驅動方法的方法流程圖，此實施例中的顯示驅動方法可適用於先前實施例中的顯示驅動電路100(請一併參閱第1圖至第3圖)，其中顯示驅動電路包含偏壓電路以及複數個通道放大器。

如第4圖所示，本實施例中的顯示驅動方法，首先執行步驟S100，偵測極性訊號(POL)，判斷極性訊號(POL)是否切換於不同電壓準位之間，於此實施例中，藉由極性訊號的訊號波形特性可得知顯示驅動電路採用的行反轉驅動或點反轉驅動。

接著，當極性訊號(POL)恆定於一電壓準位時(可參閱第2圖)，顯示驅動方法便可執行步驟S102，產生控制訊號至偏壓單元，藉以使偏壓單元提供額外工作電流至通道放大器，以提高通道放大器的電壓轉換速率。另一方面，其中當極性訊號(POL)於不同電壓準位之間切換時(可參閱第3圖)，顯示驅動方法便可執行步驟S104，則不產生該控制訊號至該偏壓單元，而該偏壓單元不提供該額外工作電流至該等通道放大器，以避免不必要的電力浪費。有關極性訊號與控制訊號產生的時序關係以及顯示驅動電路實際的內部元件架構，可參閱先前實施例中的說明並參考第1圖至第3圖，在此不另贅述。

雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭示內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．顯示驅動電路

120a．．．數位類比轉換器

120b．．．數位類比轉換器

140a．．．通道放大器

140b．．．通道放大器

160．．．偏壓單元

180．．．控制單元

190．．．切換單元

S100．．．步驟

S102．．．步驟

S104．．．步驟

為讓本揭示內容之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1圖根據本發明之一實施例中一種顯示驅動電路的示意圖；

第2圖繪示顯示驅動電路於行反轉驅動時的訊號時序變化圖；

第3圖繪示顯示驅動電路於點反轉驅動時的訊號時序變化圖；以及

第4圖根據本發明之一實施例中一種顯示驅動方法的示意圖。

100．．．顯示驅動電路

120a．．．數位類比轉換器

120b．．．數位類比轉換器

140a．．．通道放大器

140b．．．通道放大器

160．．．偏壓單元

180．．．控制單元

190．．．切換單元

Claims (13)

1. 一種顯示驅動電路，包含：複數個通道放大器，用以驅動複數個畫素資料線；一偏壓單元，用以提供偏壓至該等通道放大器；以及一控制單元，該控制單元根據一極性訊號(POL)是否有週期性的改變判斷顯示驅動電路採用一行反轉驅動或一點反轉驅動，進而選擇性地產生一控制訊號至該偏壓單元，藉此使該偏壓單元選擇性地提供一額外工作電流至該等通道放大器。
2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示驅動電路，其中當該極性訊號恆定於一電壓準位時，該控制單元產生該控制訊號至該偏壓單元，藉以使該偏壓單元提供該額外工作電流至該等通道放大器。
3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示驅動電路，其中當該極性訊號恆定於一電壓準位時，該顯示驅動電路係採用該行反轉驅動。
4. 如申請專利範圍第3項所述之顯示驅動電路，於該行反轉驅動下，其中該等通道放大器輸出至該等畫素資料線之一驅動電壓係週期性地切換，該控制單元於該驅動電壓將進行切換之前一特定時間之內產生該控制訊號，藉以使該偏壓單元提供該額外工作電流。
5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示驅動電路，其中當該極性訊號於不同電壓準位之間切換時，該控制單元不產生該控制訊號至該偏壓單元，該偏壓單元不提供該額外工作電流至該等通道放大器。
6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示驅動電路，其中當該極性訊號於不同電壓準位之間切換時，該顯示驅動電路係採用該點反轉驅動。
7. 如申請專利範圍第1項所述之顯示驅動電路，更包含一切換單元耦接於該等畫素資料線與該等通道放大器之間，該切換單元用以根據該極性訊號(POL)切換該等畫素資料線與該等通道放大器之間的對應關係。
8. 如申請專利範圍第7項所述之顯示驅動電路，其中該切換單元包含至少一選擇器，其中每一選擇器分別耦接於該等通道放大器其中兩個相鄰的通道放大器與該等畫素資料線其中兩個相鄰的畫素資料線之間。
9. 如申請專利範圍第1項所述之顯示驅動電路，其中該顯示驅動電路為一源極驅動電路。
10. 如申請專利範圍第1項所述之顯示驅動電路，更包含複數個數位類比轉換器，該等通道放大器分別與該等數位類比轉換器耦接，該等通道放大器用以根據該等數 位類比轉換器以驅動該等畫素資料線。
11. 一種顯示驅動方法，適用於一顯示驅動電路，其中該顯示驅動電路包含一偏壓電路以及複數個通道放大器，該顯示驅動方法包含下列步驟：偵測一極性訊號(POL)；以及根據該極性訊號(POL)選擇性地產生一控制訊號至該偏壓單元，藉此使該偏壓單元選擇性地提供一額外工作電流至該等通道放大器。
12. 如申請專利範圍第11項所述之顯示驅動方法，其中當該極性訊號恆定於一電壓準位時，更包含下列步驟：產生一控制訊號至該偏壓單元，藉以使該偏壓單元提供該額外工作電流至該等通道放大器。
13. 如申請專利範圍第11項所述之顯示驅動方法，其中當該極性訊號於不同電壓準位之間切換時，則不產生該控制訊號至該偏壓單元，而該偏壓單元不提供該額外工作電流至該等通道放大器。