TWI474307B

TWI474307B - 伽瑪電壓產生裝置

Info

Publication number: TWI474307B
Application number: TW101123750A
Authority: TW
Inventors: Weikai Tseng
Original assignee: Himax Tech Ltd
Priority date: 2012-07-02
Filing date: 2012-07-02
Publication date: 2015-02-21
Also published as: TW201403570A

Description

伽瑪電壓產生裝置

本揭示內容是有關於一種顯示校正技術，且特別是有關於一種伽瑪電壓產生裝置。

顯示器是電子裝置中不可或缺的一部份。藉由顯示器，電子裝置可將資料顯示於其上以供使用者觀看。顯示器為了達到適合人眼觀看的最佳效果而有許多特殊的設計，伽瑪電壓的設置即是其中的一項。影像的亮度常相對於顯示器電壓的設計或是人眼本身的感光機制有一個非線性的關係，因此需要適當的機制予以校正，達到最佳的顯示效果。

為了對影像亮度的非線性進行校正，電壓及亮度間的伽瑪電壓曲線可透過伽瑪電壓進行調整。然而於顯示技術的進步下，在伽瑪電壓產生裝置的設計上，參考電壓需要更為精確，電壓調整的機制也必需更彈性。而在電路的製造過程中，製程的誤差將造成元件特性的不同，而封裝過程亦容易造成電路板狀態的變化如彎曲現象的產生。這些製造過程不可避免的缺陷都將對電壓產生的精確度造成影響，也是另一項有待校正的問題。

因此，如何設計一個新的伽瑪電壓產生裝置，以克服上述的缺失，乃為此一業界亟待解決的問題。

因此，本揭示內容之一態樣是在提供一種伽瑪電壓產生裝置，包含：第一校正電路、第二校正電路、第一電壓供應模組、數位控制模組、第一數位類比轉換器、第二電壓供應模組以及至少一第二數位類比轉換器。第一校正電路以及第二校正電路分別包含複數電流鏡支路，以依據電流源運作，電流鏡支路各包含輸出端以及控制元件，俾於控制元件為通路時，使輸出端輸出第一狀態以及於控制元件為斷路時，使輸出端輸出第二狀態，進一步使第一校正電路產生參考電壓值校正碼，以及使第二校正電路產生伽瑪電壓值校正碼。第一電壓供應模組產生複數第一輸出電壓。數位控制模組包含儲存單元，用以提供複數參考電壓值控制碼以及複數伽瑪電壓值控制碼。第一數位類比轉換器接收第一輸出電壓，以根據參考電壓值控制碼其中之一以及參考電壓值校正碼輸出對應之伽瑪參考電壓。第二電壓供應模組用以根據伽瑪參考電壓產生複數第二輸出電壓。第二數位類比轉換器各接收第二輸出電壓，以根據複數伽瑪電壓值控制碼其中之一以及伽瑪電壓值校正碼輸出對應之一組伽瑪電壓。

依據本揭示內容一實施例，其中控制元件為保險絲電阻，俾於斷開時使輸出端輸出第二狀態。

依據本揭示內容另一實施例，其中第一校正電路以及第二校正電路之電流鏡支路之數目為N，以於電流鏡之輸出端輸出N位元之參考電壓值校正碼或伽瑪電壓值校正碼。參考電壓值校正碼或伽瑪電壓值校正碼之其中一位元為符號位元。符號位元為參考電壓值校正碼或伽瑪電壓值校正碼之最高有效位元(most significant bit；MSB)。

依據本揭示內容又一實施例，第一電壓供應模組更包含：穩定偏壓產生模組以及第一電阻串。穩定偏壓產生模組產生穩定偏壓。第一電阻串包含等阻值之複數第一電阻，俾用以根據穩定偏壓產生第一輸出電壓。其中穩定偏壓產生模組更包含第一放大器，以放大穩定偏壓，第一數位類比轉換器更包含第二放大器，以放大伽瑪參考電壓，第二數位類比轉換器更包含複數第三放大器，以放大該組伽瑪電壓。

依據本揭示內容再一實施例，第二電壓供應模組更包含：第二電阻串，包含等阻值之複數第二電阻，以根據伽瑪參考電壓產生第二輸出電壓。

本揭示內容之另一態樣是在提供一種伽瑪電壓產生裝置，包含：第一電壓供應模組、數位控制模組、第一數位類比轉換器、第二電壓供應模組以及至少一第二數位類比轉換器。第一電壓供應模組產生複數第一輸出電壓。數位控制模組包含儲存單元，用以提供複數參考電壓值控制碼、複數伽瑪電壓值控制碼、參考電壓值校正碼以及伽瑪電壓值校正碼。第一數位類比轉換器用以接收第一輸出電壓，以根據參考電壓值控制碼其中之一以及參考電壓值校正碼輸出對應之一伽瑪參考電壓。第二電壓供應模組用以根據伽瑪參考電壓產生複數第二輸出電壓。第二數位類比轉換器各用以接收第二輸出電壓，以根據複數伽瑪電壓值控制碼其中之一以及伽瑪電壓值校正碼輸出對應之一組伽瑪電壓。

依據本揭示內容一實施例，參考電壓值校正碼或伽瑪電壓值校正碼其中一位元為符號位元。符號位元為參考電壓值校正碼或伽瑪電壓值校正碼之最高有效位元。

依據本揭示內容另一實施例，其中數位控制模組更包含非揮發性記憶體，用以儲存參考電壓值校正碼以及伽瑪電壓值校正碼，俾使儲存單元擷取參考電壓值校正碼以及伽瑪電壓值校正碼。數位控制模組更包含控制單元以及數位介面，數位介面透過控制單元對非揮發性記憶體進行讀寫。非揮發性記憶體為電子抹除式可複寫唯讀記憶體(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory；EEPROM)。

應用本揭示內容之優點係在於藉由數位控制模組控制第一、第二數位類比轉換器產生伽瑪參考電壓以及伽瑪電壓，並可透過參考電壓值校正碼及伽瑪電壓值校正碼之產生對製程或是封裝過程中造成電路輸出的不精準進行校正，而輕易地達到上述之目的。

請參照第1圖。第1圖為本揭示內容一實施中，一種伽瑪電壓產生裝置1的方塊圖。伽瑪電壓產生裝置1包含：具有穩定偏壓產生模組100及第一電阻串102之第一電壓供應模組、數位控制模組104、第一數位類比轉換器106、包含第二電阻串108之第二電壓供應模組、第二數位類比轉換器110、第一校正電路112及第二校正電路114。

於一實施例中，伽瑪電壓產生裝置1更包含一電壓調節模組116，以將外部電壓V1轉換為予伽瑪電壓產生裝置1中的各模組使用的內部電壓V2，以使各模組可以運作。舉例來說，外部電壓V1可為18伏特，以經由電壓調節模組116調整轉換為適合伽瑪電壓產生裝置1運作的5.5伏特內部電壓V2。於其他實施例中，外部電壓V1及內部電壓V2之值可視情況進行調整。

穩定偏壓產生模組100用以產生一個穩定偏壓Vbias。穩定偏壓Vbias係指此偏壓之值不受溫度或其他環境因素干擾，而可穩定輸出。於一實施例中，穩定偏壓產生模組100為帶隙(bandgap)電壓參考源。第一電阻串102包含等阻值之複數第一電阻，俾用以根據穩定偏壓Vbias產生複數第一輸出電壓101。

數位控制模組104用以提供一個參考電壓值控制碼103至第一數位類比轉換器106以及一個伽瑪電壓值控制碼105至第二數位類比轉換器110。

第一數位類比轉換器106接收第一輸出電壓101，以根據參考電壓值控制碼103其中之一輸出對應之伽瑪參考電壓Vref。第二電阻串108包含等阻值之複數第二電阻，俾用以根據伽瑪參考電壓Vref產生複數第二輸出電壓107。第二數位類比轉換器110各用以接收第二輸出電壓107，以根據伽瑪電壓值控制碼105其中之一輸出對應之一組伽瑪電壓Vg。此組伽瑪電壓Vg中的各電壓將送至不同的通道中，以進一步傳送至伽瑪電壓產生裝置1所位於的顯示面板之源極驅動器(未繪示)中進行伽瑪校正。於不同實施例中，第二數位類比轉換器110之數目可視顯示面板的實際狀況進行調整。

需注意的是，穩定偏壓產生模組100、第一數位類比轉換器106及第二數位類比轉換器110可分別包含第一放大器100a、第二放大器106a及第三放大器110a，以分別對所輸出的穩定偏壓Vbias、伽瑪參考電壓Vref以及伽瑪電壓Vg進行放大。於不同實施例中，第一放大器100a、第二放大器106a及第三放大器110a之電壓放大倍率可隨情形調整，而不為特定數值所限。

然而由於電路在製程誤差或是封裝過程造成形變的情形下，穩定偏壓產生模組100可能會產生具偏移的電壓。此偏移的誤差電壓在上述第一放大器100a、第二放大器106a及第三放大器110a之效應下，將會跟著放大，最終在輸出至源極驅動器時造成大幅的誤差。因此，藉由第一校正電路112以及第二校正電路114的設置，將可對此偏移量進行校正。

請參照第2圖。第2圖為本揭示內容一實施例中，第一校正電路112之方塊圖。第一校正電路112包含複數電流鏡支路20，以依據電流源22運作。電流鏡支路20各包含輸出端Out以及控制元件24。於一實施例中，控制元件24是為保險絲電阻。在電路進行封裝前的晶圓針測(chip probing)時，可先對穩定偏壓Vbias、伽瑪參考電壓Vref以及伽瑪電壓Vg進行測量，得知其誤差狀況後，並於決定欲校正的量為多少後，使特定的電流鏡支路20中的控制元件24形成斷路。因此，在本實施例中，控制元件24仍保持通路的電流鏡支路20將輸出為低準位，而控制元件24已斷開的電流鏡支路20則輸出為高準位。需注意的是，於本實施例中，電流鏡支路20是以P型金氧半電晶體為例進行說明，於其他實施例中，如第2圖中的電流鏡支路20改以N型金氧半電晶體實現，則高低準位的輸出將為相反。

因此，如第一校正電路112中具有N個電流鏡支路20，則將可輸出N位元的參考電壓值校正碼21(繪示於第1圖)至第一數位類比轉換器106，以使第一數位類比轉換器106實質上依據參考電壓值控制碼103其中之一以及參考電壓值校正碼21輸出對應之伽瑪參考電壓Vref，達到校正的效果。於一實施例中，為使此校正機制可以向上校正亦可向下校正，可保留其中一位元(如最高有效位元)做為符號位元。舉例來說，當最高有效位元為0時，第一校正電路112將輸出N-1位元的參考電壓值校正碼21並與參考電壓值控制碼103相加。而最高有效位元為1時，第一校正電路112將輸出N-1位元的參考電壓值校正碼21並與參考電壓值控制碼103相減。

第二校正電路114亦可具有與第一校正電路112類似的架構，以輸出N位元的伽瑪電壓值校正碼23，並使第二數位類比轉換器110在接收第二輸出電壓107後，以根據伽瑪電壓值控制碼105其中之一以及伽瑪電壓值校正碼23輸出對應之一組伽瑪電壓Vg，達到校正的效果。

因此，本揭示內容之伽瑪電壓產生裝置1，可藉由第一及第二校正電路的設置，達到對於製程及封裝過程中造成電路輸出的不精準進行校正的機制。

請參照第3圖。第3圖為本揭示內容另一實施中，一種伽瑪電壓產生裝置1的方塊圖。於本實施例中，伽瑪電壓產生裝置1包含：具有穩定偏壓產生模組100及第一電阻串102之第一電壓供應模組、數位控制模組104、第一數位類比轉換器106、包含第二電阻串108之第二電壓供應模組及第二數位類比轉換器110。

於本實施例中，數位控制模組104包含儲存單元300、非揮發性記憶體302、數位介面304以及控制單元306。儲存單元300用以提供參考電壓值控制碼103、伽瑪電壓值控制碼105、參考電壓值校正碼21以及伽瑪電壓值校正碼23。非揮發性記憶體302用以儲存參考電壓值校正碼21以及伽瑪電壓值校正碼23，俾使儲存單元300擷取參考電壓值校正碼21以及伽瑪電壓值校正碼23。非揮發性記憶體302為可電子抹除式可複寫唯讀記憶體(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory； EEPROM)，具有資料不會隨著電源的關閉而消失的特性。並且，非揮發性記憶體302可由數位介面304透過控制單元306進行讀寫。因此，藉由在非揮發性記憶體302中儲存參考電壓值校正碼21以及伽瑪電壓值校正碼23，伽瑪電壓產生裝置1可在封裝完成後，仍可進行量測後，提供校正的機制。

因此，本揭示內容之伽瑪電壓產生裝置1可藉由非揮發性記憶體302的設置，達到對於製程及封裝過程中造成電路輸出的不精準進行校正的機制。

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。

1‧‧‧伽瑪電壓產生裝置

100‧‧‧穩定偏壓產生模組

100a‧‧‧第一放大器

101‧‧‧第一輸出電壓

102‧‧‧第一電阻串

103‧‧‧參考電壓值控制碼

104‧‧‧數位控制模組

105‧‧‧伽瑪電壓值控制碼

106‧‧‧第一數位類比轉換器

106a‧‧‧第二放大器

107‧‧‧第二輸出電壓

108‧‧‧第二電阻串

110‧‧‧第二數位類比轉換器

110a‧‧‧第三放大器

112‧‧‧第一校正電路

114‧‧‧第二校正電路

116‧‧‧電壓調節模組

20‧‧‧電流鏡支路

21‧‧‧參考電壓值校正碼

22‧‧‧電流源

23‧‧‧伽瑪電壓值校正碼

24‧‧‧控制元件

300‧‧‧儲存單元

302‧‧‧非揮發性記憶體

304‧‧‧數位介面

306‧‧‧控制單元

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圖為本揭示內容一實施中，一種伽瑪電壓產生裝置的方塊圖；第2圖為本揭示內容一實施例中，伽瑪電壓產生裝置中的第一校正電路之方塊圖；以及第3圖為本揭示內容另一實施中，一種伽瑪電壓產生裝置的方塊圖。

112‧‧‧第一校正電路

20‧‧‧電流鏡支路

22‧‧‧電流源

24‧‧‧控制元件

Claims

一種伽瑪電壓(gamma voltage)產生裝置，包含：一第一校正電路以及一第二校正電路，分別包含複數電流鏡支路，以依據一電流源運作，該等電流鏡支路各包含一輸出端以及一控制元件，俾於該控制元件為通路時，使該輸出端輸出一第一狀態以及於該控制元件為斷路時，使該輸出端輸出一第二狀態，進一步使該第一校正電路產生一參考電壓值校正碼，以及使該第二校正電路產生一伽瑪電壓值校正碼；一第一電壓供應模組，用以產生複數第一輸出電壓；一數位控制模組，包含一儲存單元，用以提供複數參考電壓值控制碼以及複數伽瑪電壓值控制碼；一第一數位類比轉換器，用以接收該等第一輸出電壓，以根據該等參考電壓值控制碼其中之一以及該參考電壓值校正碼輸出對應之一伽瑪參考電壓；一第二電壓供應模組，用以根據該伽瑪參考電壓產生複數第二輸出電壓；以及至少一第二數位類比轉換器，各用以接收該等第二輸出電壓，以根據該複數伽瑪電壓值控制碼其中之一以及該伽瑪電壓值校正碼輸出對應之一組伽瑪電壓。
如請求項1所述之伽瑪電壓產生裝置，其中該控制元件為一保險絲電阻，俾於斷開時使該輸出端輸出第二狀態。
如請求項1所述之伽瑪電壓產生裝置，其中該第一校正電路以及該第二校正電路之該等電流鏡支路之數目為N，以於該等電流鏡之該輸出端輸出N位元之該參考電壓值校正碼或該伽瑪電壓值校正碼。
如請求項3所述之伽瑪電壓產生裝置，該參考電壓值校正碼或該伽瑪電壓值校正碼之其中一位元為一符號位元。
如請求項4所述之伽瑪電壓產生裝置，其中該符號位元為該參考電壓值校正碼或該伽瑪電壓值校正碼之一最高有效位元(most significant bit；MSB)。
如請求項1所述之伽瑪電壓產生裝置，該第一電壓供應模組更包含：一穩定偏壓產生模組，用以產生一穩定偏壓；以及一第一電阻串，包含等阻值之複數第一電阻，俾用以根據該穩定偏壓產生該等第一輸出電壓。
如請求項6所述之伽瑪電壓產生裝置，其中該穩定偏壓產生模組更包含一第一放大器，以放大該穩定偏壓，該第一數位類比轉換器更包含一第二放大器，以放大該伽瑪參考電壓，該第二數位類比轉換器更包含複數第三放大器，以放大該組伽瑪電壓。
如請求項1所述之伽瑪電壓產生裝置，該第二電壓供應模組更包含：一第二電阻串，包含等阻值之複數第二電阻，俾用以根據該伽瑪參考電壓產生該等第二輸出電壓。
一種伽瑪電壓(gamma voltage)產生裝置，包含：一第一電壓供應模組，用以產生複數第一輸出電壓；一數位控制模組，包含一儲存單元，用以提供複數參考電壓值控制碼、複數伽瑪電壓值控制碼、一參考電壓值校正碼以及一伽瑪電壓值校正碼；一第一數位類比轉換器，用以接收該等第一輸出電壓，以根據該等參考電壓值控制碼其中之一以及該參考電壓值校正碼輸出對應之一伽瑪參考電壓；一第二電壓供應模組，用以根據該伽瑪參考電壓產生複數第二輸出電壓；以及至少一第二數位類比轉換器，各用以接收該等第二輸出電壓，以根據該複數伽瑪電壓值控制碼其中之一以及該伽瑪電壓值校正碼輸出對應之一組伽瑪電壓。
如請求項9所述之伽瑪電壓產生裝置，該參考電壓值校正碼或該伽瑪電壓值校正碼其中一位元為一符號位元。
如請求項10所述之伽瑪電壓產生裝置，其中該符號位元為該參考電壓值校正碼或該伽瑪電壓值校正碼之一最高有效位元。
如請求項9所述之伽瑪電壓產生裝置，其中該數位控制模組更包含一非揮發性記憶體，用以儲存該參考電壓值校正碼以及該伽瑪電壓值校正碼，俾使該儲存單元擷取該參考電壓值校正碼以及該伽瑪電壓值校正碼。
如請求項12所述之伽瑪電壓產生裝置，其中該數位控制模組更包含一控制單元以及一數位介面，該數位介面係透過該控制單元對該非揮發性記憶體進行讀寫。
如請求項12所述之伽瑪電壓產生裝置，其中該非揮發性記憶體為一電子抹除式可複寫唯讀記憶體(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory；EEPROM)。
如請求項9所述之伽瑪電壓產生裝置，該第一電壓供應模組更包含：一穩定偏壓產生模組，用以產生一穩定偏壓；以及一第一電阻串，包含等阻值之複數第一電阻，俾用以根據該穩定偏壓產生該等第一輸出電壓。
如請求項15所述之伽瑪電壓產生裝置，其中該穩定偏壓產生模組更包含一第一放大器，以放大該穩定偏壓，該第一數位類比轉換器更包含一第二放大器，以放大該伽瑪參考電壓，該第二數位類比轉換器更包含複數第三放大器，以放大該組伽瑪電壓。
如請求項9所述之伽瑪電壓產生裝置，該第二電壓供應模組更包含：一第二電阻串，包含等阻值之複數第二電阻，俾用以根據該伽瑪參考電壓產生該等第二輸出電壓。