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TWI701655B - 應用於顯示驅動電路之公共電壓補償裝置及公共電壓補償方法 - Google Patents

應用於顯示驅動電路之公共電壓補償裝置及公共電壓補償方法 Download PDF

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TWI701655B
TWI701655B TW108114597A TW108114597A TWI701655B TW I701655 B TWI701655 B TW I701655B TW 108114597 A TW108114597 A TW 108114597A TW 108114597 A TW108114597 A TW 108114597A TW I701655 B TWI701655 B TW I701655B
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Abstract

本發明揭露一種應用於顯示驅動電路之公共電壓補償裝置。顯示驅動電路包含接收單元及鎖存單元。接收單元接收複數個輸入資料並將該複數個輸入資料傳送至鎖存單元。公共電壓補償裝置包含判斷單元及補償單元。判斷單元耦接至接收單元與鎖存單元之間，用以根據該複數個輸入資料判斷是否需對耦合的公共電壓進行補償。補償單元耦接至判斷單元，用以根據判斷單元之判斷結果選擇性地對耦合的公共電壓進行補償，以產生補償後公共電壓。

Description

應用於顯示驅動電路之公共電壓補償裝置及公共電壓補償方法
本發明係與顯示器有關，尤其是關於一種應用於顯示驅動電路之公共電壓補償裝置及公共電壓補償方法。
請參照圖1至圖5。圖1係繪示傳統的液晶顯示面板架構(LCD panel architecture)的示意圖。圖2至圖3係繪示公共電壓(Common voltage, VCOM)之耦合(Coupling)係直接受到源極驅動器之輸出電壓的影響。圖4A至圖4C係分別繪示顯示面板所顯示之理想的顯示圖樣、出現水平串擾(Crosstalk)的顯示圖樣以及不同資料線(Data line)位置之一實施例。圖5係繪示公共電壓分別被不同資料線扭曲而無法於閘極關閉前恢復至理想電壓值(如圈起處A3及A4所示)的時序圖。
一般而言，為了減少於液晶顯示面板側的公共電壓耦合現象，電路設計者可於顯示驅動電路的公共電壓緩衝電路中加入邏輯運算機制。但由於顯示驅動電路的面積有限，一旦在顯示驅動電路中加入更多的邏輯控制電路及公共電壓緩衝控制電路，勢必造成顯示驅動電路之面積浪費。
此外，面板設計者可透過降低液晶顯示陣列的像素電容值的作法來降低公共電壓的雜訊，或是透過增強公共電壓的驅動能力的作法來抵抗顯示資料的耦合。然而，隨著顯示面板的尺寸愈來愈大，顯示面板設計的複雜度亦隨之提高，導致傳統上採用的降低像素電容值以及增強公共電壓的驅動能力等作法會受到較大的限制，亟待克服。
有鑑於此，本發明提出一種應用於顯示驅動電路之公共電壓補償裝置及公共電壓補償方法，以有效解決先前技術所遭遇到之上述問題。
根據本發明之一具體實施例為一種公共電壓補償裝置。於此實施例中，公共電壓補償裝置係應用於顯示驅動電路。顯示驅動電路包含接收單元及鎖存單元。接收單元接收複數個輸入資料並將該複數個輸入資料傳送至鎖存單元。公共電壓補償裝置包含判斷單元及補償單元。判斷單元耦接至接收單元與鎖存單元之間，用以根據該複數個輸入資料判斷是否需對耦合的公共電壓進行補償。補償單元耦接至判斷單元，用以根據判斷單元之判斷結果選擇性地對耦合的公共電壓進行補償，以產生補償後公共電壓。
於一實施例中，若判斷單元之判斷結果為是，補償單元對耦合的公共電壓行補償，以產生補償後公共電壓；若判斷單元之判斷結果為否，補償單元不會對耦合的公共電壓進行補償。
於一實施例中，公共電壓補償裝置還包含緩衝單元。緩衝單元具有第一輸入端、第二輸入端及輸出端。第一輸入端耦接補償單元且第二輸入端耦接輸出端，並由輸出端輸出補償後共用電壓。
於一實施例中，顯示驅動電路還包含輸出墊。輸出墊耦接於顯示面板與緩衝單元之輸出端之間，用以輸出補償後共用電壓至顯示面板。
於一實施例中，當補償單元對耦合的公共電壓進行補償時，補償單元係根據該複數個輸入資料產生預充電/預放電電壓(Pre-charging/pre-discharging voltage)並將預充電/預放電電壓與耦合的公共電壓疊加，以產生補償後公共電壓。
於一實施例中，預充電/預放電電壓係與耦合的公共電壓彼此反相，且預充電/預放電電壓於時間上係領先於耦合的公共電壓。
於一實施例中，顯示驅動電路為源極驅動積體電路。
根據本發明之另一具體實施例為一種公共電壓補償方法。於此實施例中，公共電壓補償方法應用於顯示驅動電路。共用電壓補償方法包含下列步驟：
(a)顯示驅動電路接收複數個輸入資料；
(b)根據該複數個輸入資料判斷是否需對耦合的公共電壓進行補償；以及
(c)根據步驟(b)之判斷結果選擇性地對耦合的公共電壓進行補償，以產生補償後公共電壓。
相較於先前技術，本發明之公共電壓補償裝置及公共電壓補償方法係於顯示驅動電路(源極驅動積體電路)根據其接收到的複數個輸入資料判斷是否需產生與耦合的公共電壓反相且於時間上領先的預充電/預放電電壓訊號來對耦合的公共電壓進行補償，以降低耦合的公共電壓的雜訊。藉此，面板設計者不需透過降低液晶顯示陣列的像素電容值的作法來降低公共電壓的雜訊，亦不需透過增強公共電壓的驅動能力的作法來抵抗顯示資料的耦合，故可大幅降低顯示面板設計的複雜度。
此外，本發明之公共電壓補償裝置及公共電壓補償方法對耦合的公共電壓進行的補償可根據顯示面板之不同的顯示資料、不同的偏壓設定(Bias setting)及不同的裝置大小控制(Device size control)進行相對應的調整，故可大幅增加進行公共電壓補償時之彈性。
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。
根據本發明之一具體實施例為一種公共電壓補償裝置。於此實施例中，公共電壓補償裝置係應用於顯示驅動電路，例如源極驅動積體電路，但不以此為限。
請參照圖6，圖6係繪示此實施例中之公共電壓補償裝置應用於顯示驅動電路的示意圖。
如圖6所示，顯示驅動電路SD係與顯示面板PL耦接。顯示驅動電路SD包含接收單元RX、鎖存單元LA、位準移位單元LS、數位類比轉換單元DAC以及分別對應於N個通道CH1~CHN之N個緩衝單元BF1~BFN，其中N為正整數。
接收單元RX耦接至鎖存單元LA。鎖存單元LA耦接至位準移位單元LS。位準移位單元LS耦接至數位類比轉換單元DAC。數位類比轉換單元DAC耦接至N個緩衝單元BF1~BFN之正輸入端+。該N個緩衝單元BF1~BFN之負輸入端-與輸出端彼此耦接。
當接收單元RX接收到分別對應於該N個通道CH1~CHN之N個輸入資料DAT1~DATN時，接收單元RX將該N個輸入資料DAT1~DATN傳送至鎖存單元LA。接著，由位準移位單元LS對該N個輸入資料DAT1~DATN進行位準移位處理後，再由數位類比轉換單元DAC進行數位訊號轉換為類比訊號之處理後，由該N個緩衝單元BF1~BFN分別透過該N個通道CH1~CHN輸出至顯示面板PL。
於此實施例中，公共電壓補償裝置6包含判斷單元60、補償單元62及緩衝單元64。緩衝單元64具有正輸入端+、負輸入端-及輸出端K。判斷單元60耦接至接收單元RX與鎖存單元LA之間。判斷單元60還耦接至補償單元62。補償單元62耦接至緩衝單元64的正輸入端+。緩衝單元64的負輸入端-與輸出端K彼此耦接。緩衝單元64的輸出端K透過輸出墊PAD耦接至顯示面板PL。
判斷單元60係用以根據該N個輸入資料DAT1~DATN判斷是否需對耦合的公共電壓VCOM進行補償並提供判斷結果JR給補償單元62。補償單元62係用以根據判斷單元60之判斷結果JR選擇性地對耦合的公共電壓VCOM進行補償，以產生補償後公共電壓VCOM’至緩衝單元64的正輸入端+，再由緩衝單元64的輸出端K透過輸出墊PAD將補償後公共電壓VCOM’輸出至顯示面板PL。
詳細來說，若判斷單元60之判斷結果JR為是，亦即耦合的公共電壓VCOM需進行電壓補償，則補償單元62會對耦合的公共電壓VCOM進行電壓補償，以產生補償後公共電壓VCOM’；若判斷單元60之判斷結果JR為否，亦即耦合的公共電壓VCOM不需進行電壓補償，則步驟S14不會對耦合的公共電壓VCOM進行電壓補償。
於實際應用中，當補償單元62對耦合的公共電壓VCOM進行電壓補償時，補償單元62係根據該複數個輸入資料DAT1~DATN產生預充電/預放電電壓PC(如圖7所示)，並將預充電/預放電電壓PC與耦合的公共電壓VCOM疊加，以產生補償後公共電壓VCOM’。
此外，預充電/預放電電壓PC係與耦合的公共電壓VCOM彼此反相，且預充電/預放電電壓PC於時間上係領先於耦合的公共電壓VCOM。藉此，當預充電/預放電電壓PC與耦合的公共電壓VCOM疊加時，耦合的公共電壓VCOM原本的雜訊大部分會被與其反相的預充電/預放電電壓PC所抵銷，使得補償後公共電壓VCOM’的雜訊大幅降低，故能有效避免顯示面板所顯示之畫面出現水平串擾(Crosstalk)的現象。
舉例而言，如圖7所示，當補償單元62對耦合的公共電壓VCOM進行電壓補償時，補償單元62係根據該複數個輸入資料DAT1~DATN產生預充電/預放電電壓PC，並將預充電/預放電電壓PC與耦合的公共電壓VCOM疊加，以產生補償後公共電壓VCOM’。
接下來，將以時間t1~t4為例進行說明。
於時間t1，顯示驅動電路的輸出電壓VOUT(SD1)及VOUT(SD2)處於低位準，轉換訊號STB由低位準變為高位準。此時，補償單元62所產生的預放電電壓PC的電壓位準開始下降，至於耦合的公共電壓VCOM則仍維持不變。因此，於時間t1至t2的期間，將預充電/預放電電壓PC與耦合的公共電壓VCOM疊加後所產生的補償後公共電壓VCOM’的電壓位準會從理想電壓值VID往下降，而於時間t2達到一低點。
於時間t2，轉換訊號STB由高位準變為低位準，顯示驅動電路的輸出電壓VOUT(SD1)及VOUT(SD2)由低位準變為高位準。此時，補償單元62所產生的預放電電壓PC的電壓位準開始從最低點往上升，至於耦合的公共電壓VCOM則會開始出現先往上升然後下降的雜訊。於時間t2至t3的顯示期間DR內，由於耦合的公共電壓VCOM的雜訊大部分可被與其反相的預放電電壓PC所抵銷，因此，將預充電/預放電電壓PC與耦合的公共電壓VCOM疊加後所產生的補償後公共電壓VCOM’的電壓位準會從低點上升至理想電壓值VID後維持於理想電壓值VID，故能有效避免於顯示期間DR內出現水平串擾(Crosstalk)的現象。
於時間t3，顯示驅動電路的輸出電壓VOUT(SD1)及VOUT(SD2)處於高位準，轉換訊號STB由低位準變為高位準。此時，補償單元62所產生的預放電電壓PC的電壓位準開始上升，至於耦合的公共電壓VCOM則維持不變。因此，於時間t3至t4的期間，將預充電/預放電電壓PC與耦合的公共電壓VCOM疊加後所產生的補償後公共電壓VCOM’的電壓位準會從理想電壓值VID往上升，而於時間t4達到一高點。
至於其餘情形均可依上述實施例類推，故於此不另行贅述。
根據本發明之另一具體實施例為一種公共電壓補償方法。於此實施例中，公共電壓補償方法應用於顯示驅動電路，例如源極驅動積體電路，但不以此為限。
請參照圖8，圖8係繪示此實施例中之共用電壓補償方法的流程圖。如圖8所示，共用電壓補償方法可包含下列步驟：
步驟S10：顯示驅動電路接收複數個輸入資料；
步驟S12：根據該複數個輸入資料判斷是否需對耦合的公共電壓進行補償；以及
步驟S14：根據步驟S12之判斷結果選擇性地對耦合的公共電壓進行補償，以產生補償後公共電壓，並將其輸出至顯示面板。
詳細來說，若步驟S12之判斷結果為是，則步驟S14會對耦合的公共電壓進行補償，以產生補償後公共電壓；若步驟S12之判斷結果為否，則步驟S14不會對該耦合的公共電壓進行補償。
需說明的是，當步驟S14對耦合的公共電壓進行補償時，步驟S14係根據該複數個輸入資料產生預充電/預放電電壓並將預充電/預放電電壓與耦合的公共電壓疊加，以產生補償後公共電壓。
於實際應用中，預充電/預放電電壓係與耦合的公共電壓彼此反相，且預充電/預放電電壓於時間上係領先於耦合的公共電壓。藉此，當預充電/預放電電壓與耦合的公共電壓疊加時，耦合的公共電壓原本的雜訊大部分會被與其反相的預充電/預放電電壓所抵銷，使得補償後公共電壓的雜訊大幅降低，故能有效避免顯示面板所顯示之畫面出現水平串擾(Crosstalk)的現象。
相較於先前技術，本發明之公共電壓補償裝置及公共電壓補償方法係於顯示驅動電路(源極驅動積體電路)根據其接收到的複數個輸入資料判斷是否需產生與耦合的公共電壓反相且於時間上領先的預充電/預放電電壓訊號來對耦合的公共電壓進行補償，以降低耦合的公共電壓的雜訊。藉此，面板設計者不需透過降低液晶顯示陣列的像素電容值的作法來降低公共電壓的雜訊，亦不需透過增強公共電壓的驅動能力的作法來抵抗顯示資料的耦合，故可大幅降低顯示面板設計的複雜度。
此外，本發明之公共電壓補償裝置及公共電壓補償方法對耦合的公共電壓進行的補償可根據顯示面板之不同的顯示資料、不同的偏壓設定(Bias setting)及不同的裝置大小控制(Device size control)進行相對應的調整，故可大幅增加進行公共電壓補償時之彈性。
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。
S10~S14:步驟
1:顯示裝置
PL:顯示面板
PCB:電路板
TCON:時序控制器
PW:電源
VCOM:耦合的公共電壓
SD、SD1~SDN:源極驅動積體電路
GD、GD1~GDN:閘極驅動積體電路
DAT:顯示資料
BF1~BF2:緩衝單元
SW1~SW2:開關單元
CH1~CH2:通道
CON：控制單元
VOUT(SD1)~VOUT(SD2):源極驅動積體電路之輸出電壓
t1~t4:時間
GPX:灰色畫素
BPX:黑色畫素
HCT:水平串擾
DLA~DLB:顯示線
GX~GY:閘極線
PXB1~PXB2:畫素
RX:接收單元
LA:鎖存單元
LS:位準移位單元
DAC:數位類比轉換單元
BF1~BFN:緩衝單元
CH1~CHN:通道
C:電容
R:電阻
6:公共電壓補償裝置
60:判斷單元
62:補償單元
64:緩衝單元
DAT1~DATN:輸入資料
JR:判斷結果
VCOM’:補償後公共電壓
PAD:輸出墊
A1~A4:圈起處
1FM:一幀
STB:轉換訊號
PC:預充電/預放電電壓
DR:顯示期間
VIC:理想電壓值
本發明所附圖式說明如下： 圖1係繪示傳統的液晶顯示面板架構的示意圖。 圖2至圖3係繪示公共電壓之耦合係直接受到源極驅動器之輸出電壓的影響。 圖4A至圖4C係分別繪示顯示面板所顯示之理想的顯示圖樣、出現水平串擾的顯示圖樣以及不同資料線位置之一實施例。 圖5係繪示公共電壓分別被不同資料線扭曲而無法於閘極關閉前恢復至理想電壓值的時序圖。 圖6係繪示根據本發明之一較佳具體實施例中之公共電壓補償裝置應用於顯示驅動電路的示意圖。 圖7係繪示本發明的公共電壓補償裝置將預充電/預放電電壓與耦合的公共電壓疊加而產生補償後公共電壓的時序圖。 圖8係繪示本發明之另一較佳具體實施例中之公共電壓補償方法的流程圖。
S10~S14:步驟

Claims (9)

  1. 一種公共電壓補償裝置，應用於一顯示驅動電路，該顯示驅動電路包含一接收單元及一鎖存單元，該接收單元接收複數個輸入資料並將該複數個輸入資料傳送至該鎖存單元，該公共電壓補償裝置包含：一判斷單元，耦接至該接收單元與該鎖存單元之間，用以根據該複數個輸入資料判斷是否需對一耦合的公共電壓進行補償；以及一補償單元，耦接至該判斷單元，用以根據該判斷單元之判斷結果選擇性地對該耦合的公共電壓進行補償，以產生一補償後公共電壓；其中，當該補償單元對該耦合的公共電壓進行補償時，該補償單元係根據該複數個輸入資料產生一預充電/預放電電壓(Pre-charging/pre-discharging voltage)並將該預充電/預放電電壓與該耦合的公共電壓疊加，以產生該補償後公共電壓，該預充電/預放電電壓係與該耦合的公共電壓彼此反相，且該預充電/預放電電壓於時間上係領先於該耦合的公共電壓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之公共電壓補償裝置，其中若該判斷單元之判斷結果為是，該補償單元對該耦合的公共電壓進行補償，以產生該補償後公共電壓；若該判斷單元之判斷結果為否，該補償單元不會對該耦合的公共電壓進行補償。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之公共電壓補償裝置，還包含：一緩衝單元，具有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端，該第一輸入端耦接該補償單元且該第二輸入端耦接該輸出端，並由該輸出端輸出該補償後共用電壓。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之公共電壓補償裝置，其中該顯示驅動電路還包含一輸出墊，耦接於一顯示面板與該緩衝單元之該輸出端 之間，用以輸出該補償後共用電壓至該顯示面板。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之公共電壓補償裝置，其中該顯示驅動電路為源極驅動積體電路。
  6. 一種公共電壓補償方法，應用於一顯示驅動電路，該共用電壓補償方法包含下列步驟：(a)該顯示驅動電路接收複數個輸入資料；(b)根據該複數個輸入資料判斷是否需對一耦合的公共電壓進行補償；以及(c)根據步驟(b)之判斷結果選擇性地對該耦合的公共電壓進行補償，以產生一補償後公共電壓；其中，當步驟(c)對該耦合的公共電壓進行補償時，步驟(c)係根據該複數個輸入資料產生一預充電/預放電電壓並將該預充電/預放電電壓與該耦合的公共電壓疊加，以產生該補償後公共電壓，該預充電/預放電電壓係與該耦合的公共電壓彼此反相，且該預充電/預放電電壓於時間上係領先於該耦合的公共電壓。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之共用電壓補償方法，其中若步驟(b)之判斷結果為是，則步驟(c)對該耦合的公共電壓進行補償，以產生該補償後公共電壓；若步驟(b)之判斷結果為否，則步驟(c)不會對該耦合的公共電壓進行補償。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之共用電壓補償方法，其中該顯示驅動電路耦接一顯示面板，該共用電壓補償方法還包含下列步驟：(d)輸出該補償後公共電壓至該顯示面板。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之共用電壓補償方法，其中該顯示驅動電路為源極驅動積體電路。
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