伽马电压产生电路、显示装置及伽马电压产生方法与流程

1.本发明涉及显示

技术领域

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：，更具体地，涉及一种伽马电压产生电路、显示装置及伽马电压产生方法。

背景技术

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：：2.随着科学技术的发展，显示装置广泛应用于多种场景。由于人类视觉系统感知的亮度与显示装置实际显示的亮度为非线性关系，需要对显示装置的视频数据进行伽马校正，使显示亮度适应人眼的感知需求。3.伽马校正最初起源于阴极射线管(cathoderaytube,crt)显示装置中电光转换的非线性，射线管产生的电子束及其生成的图像亮度与输入电压呈指数的对应关系。而对于oled显示装置，发光亮度与流过oled器件的电流是线性的，但实际上人眼视觉系统对于亮度变化的感觉也是非线性的。伽马校正正是为了克服这种非线性而引入的一种传输函数，在视频流、计算机图形学以及其他成像系统中应用广泛。流行的伽马矫正方法有两种：一种是数字伽马矫正，即，对显示系统测试，逐级调整矫正后的视频驱动数据，预先存储在存储器中，显示过程中采用查表法(lookuptable,lut)实现数据非线性变换，同时数模转换部分是线性的，即该方法是在数字域对输入数据做非线性变换；另一种是模拟伽马矫正，即，利用精密电阻和运算放大器组成灰度级电压产生电路，提供多级非线性伽马电压，该方法在模拟域进行非线性地数模转换，输入数据不做变换。4.然而，数字伽马矫正要完成数据的非线性变换，需要进行位宽扩展，一般是8位扩展为10位，或者8位扩展为12位。数据位扩展之后，后面所有的数字图像处理算法和数模转换电路都是基于扩展之后的位数操作，面积和功耗都会比较大。模拟伽马矫正的难点在于随着灰度级数的增加，额外需要的模拟电路复杂程度也大大增加。5.因此，期望提供一种进一步改进的伽马电压产生电路，以解决上述问题。技术实现要素：6.鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种伽马电压产生电路、显示装置及伽马电压产生方法，从而同时具备精度高、功耗低和占用面积小的优势。7.根据本发明的第一方面，提供一种伽马电压产生电路，包括：斜坡信号发生器，用于生成斜坡信号，所述斜坡信号在预定时间内由第一电压转换至第二电压；计数器，用于在所述预定时间内进行计数，并生成计数信号，所述计数信号的每个计数值对应于一个灰阶信号，所述灰阶信号选自所述斜坡信号的一部分；以及多个采样模块，各个所述采样模块分别接收相应的数据信号，并将所述计数信号与所述数据信号进行比较，当所述计数信号与所述数据信号一致时，所述采样模块对所述灰阶信号进行锁存，以获得与所述数据信号相应的伽马电压，其中，所述计数器的步长不相同，所述计数信号的每个所述计数值维持的计数时长由所述伽马曲线决定。8.可选的，每个所述采样模块包括：比较器，将所述计数信号与所述数据信号进行比较，并在所述计数信号与所述数据信号一致时提供无效的控制信号；开关管，根据无效的所述控制信号关断所述斜坡信号到源极线的电流路径，以对与所述计数信号相应的所述灰阶信号进行锁存，从而获得与所述数据信号相应的所述伽马电压。9.可选的，所述开关管将所述伽马电压发送至所述源极线，所述伽马电压存储于所述源极线的寄生电容上。10.可选的，还包括：复位晶体管，连接在所述寄生电容与输入电源之间，用于根据复位信号对所述伽马电压进行复位。11.可选的，还包括：连接在所述多个采样模块与所述斜坡信号发生器之间的缓冲器，或分别连接在所述多个采样模块与所述斜坡信号发生器之间的多个缓冲器，用于对所述斜坡信号进行缓冲。12.根据本发明的第二方面，提供一种显示装置，包括：13.如上所述的伽马电压产生电路，接收数据信号并提供与所述数据信号相应的伽马电压；以及显示面板，连接至所述伽马电压产生电路，用于根据所述伽马电压显示画面。14.根据本发明的第三方面，提供一种伽马电压产生方法，包括：生成在预定时间内由第一电压转换至第二电压的斜坡信号；在所述预定时间内进行计数，并生成计数信号，所述计数信号的每段计数时长对应于一个灰阶信号，所述灰阶信号选自所述斜坡信号的一部分；以及接收相应的数据信号，并将所述计数信号与所述数据信号进行比较，当所述计数信号与所述数据信号一致时，对所述灰阶信号进行锁存，以获得与所述数据信号相应的伽马电压，其中，计数信号的每个所述计数值维持的计数时长由伽马曲线决定。15.可选的，获得伽马电压的方法包括：将所述计数信号与所述数据信号进行比较，并在所述计数信号与所述数据信号一致时提供无效的控制信号；根据无效的所述控制信号关断所述斜坡信号到源极线的电流路径，以对与所述计数信号相应的所述灰阶信号进行锁存，从而获得与所述数据信号相应的所述伽马电压。16.可选的，还包括：在生成所述斜坡信号之前，根据复位信号对所述伽马电压进行复位。17.本发明提供的伽马电压产生电路、显示装置及伽马电压产生方法，采用数模混合的方式生成伽马电压，数据信号不经过伽马转换，无需进行位拓展，例如，数据信号的位数是8比特，无需拓展至10比特或12比特，因此大大降低了电路占用的面积和电路功耗，用8比特的位宽实现了10比特或12比特的灰阶精度。附图说明18.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，在附图中：19.图1示出了根据本发明实施例的显示装置的示意图；20.图2示出了根据本发明实施例的像素单元的电路示意图；21.图3示出了根据本发明实施例的伽马电压产生电路的示意图；22.图4示出了根据本发明实施例的伽马电压产生电路的波形图；23.图5示出了根据本发明实施例的伽马电压产生方法的示意图。具体实施方式24.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。25.在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如器件的结构、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。26.应理解，本技术实施例中的a与b连接/耦接，表示a与b可以串联连接或并联连接，或者a与b通过其他的器件，本技术实施例对此不作限定。27.伽马电压产生电路的主要功能是生成多个伽马电压，显示装置中的源极驱动电路在一个帧周期内选择多个伽马电压中的一个作为灰阶电压。本技术提供的伽马电压产生电路及伽马电压产生方法可以应用于各种显示装置中，例如应用于智能电视机、智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、车载显示器、户外广告屏、监视器、移动互联网装置、物联网装置等。本发明实施例提供的伽马电压产生电路利用数模混合的方式生成伽马电压，同时具备精度高、功耗低和占用面积小的优势。28.下面将结合附图对本技术实施例进行描述。29.图1示出了根据本发明实施例的显示装置的示意图。30.如图1所示，显示装置100在显示区域包括多个阵列式排布的像素单元110，在非显示区域包括伽马电压产生电路10、源极驱动电路120、栅极驱动电路130以及电源芯片140。源极驱动电路120向伽马电压产生电路10提供数据信号，伽马电压产生电路10根据数据信号提供与数据信号相应的伽马电压，并将多个伽马电压经由源极线s1至sn发送至各列像素单元110；栅极驱动电路130经由栅极线g1至gm向各行像素单元110提供扫描信号；电源芯片140分别连接至各个像素单元110，并向各个像素单元110提供电源电压elvdd。31.以显示装置100为amoled显示装置为例，图2示出了像素单元的电路示意图。如图2所示，像素单元110包括有机发光二极管oled、开关管t1、开关管t2和存储电容cs。开关管t1的导通与关断受控于扫描信号；存储电容cs用于经开关管t1接收灰阶电压，并存储灰阶电压；开关管t2，用于在开关管t1的关断阶段内根据电源电压和被存储的灰阶电压向显示面板中的发光元件oled提供驱动电压或驱动电流。32.在帧周期内，开关管t2的栅极接收相应的伽马电压vgma，源极电压为elvdd，发光元件oled为恒流控制，流经发光元件oled的电流由开关管t2的栅源电压(elvdd-vgma)控制，从而有发光元件oled开始发光，通过设置不同大小的灰阶电压data实现多级灰度显示。33.图3示出了根据本发明实施例的伽马电压产生电路的示意图。34.如图3所示，该伽马电压产生电路10包括斜坡发生器11、计数器12和多个采样模块13，用于生成伽马电压，采样模块13的数量例如与源极线的数量一致。35.斜坡信号发生器11用于生成斜坡信号ramp，斜坡信号ramp在预定时间内由第一电压转换至第二电压。36.计数器12用于在预定时间内进行计数，并生成计数信号counter。计数信号counter的每个计数值对应于一个灰阶信号，灰阶信号选自斜坡信号ramp的一部分(可参见图4)。37.每个采样模块13分别接收相应的数据信号，并将计数信号与数据信号进行比较，当计数信号counter与数据信号一致时，采样模块13对该时刻的灰阶信号进行锁存，以获得与数据信号相应的伽马电压。38.在本技术实施例中，各个采样模块13的电路结构相同，每个采样模块13至少包括一个比较器和一个开关管，以包括比较器u1和开关管k1的采样模块13为例，比较器u1将计数信号counter与数据信号data1进行比较，并在计数信号counter与数据信号data1一致时提供无效的控制信号；开关管k1根据无效的控制信号关断斜坡信号ramp到源极线的电流路径，以对与该时刻的计数值相应的灰阶信号进行锁存，从而获得与数据信号data1相应的伽马电压。39.在生成伽马电压之后，开关管k1将伽马电压发送至源极线s1，伽马电压存储于源极线s1的寄生电容cp1上。40.可选的，由于在计数信号counter的计数值没有达到数据信号data1的时候，开关管k1开启，数据线s1上的电压是不稳定的，因此上述获得伽马电压的过程在一行画面时长中用于显示画面的时间之前进行。41.在本技术实施例中，计数器12的步长不相同，计数信号counter的每个计数值维持的计数时长由该伽马曲线决定，因此数据信号无需进行位拓展。在每一行画面的显示时长之内，计数信号counter的位数例如是8比特，那么计数信号count在预定时间内从0计数到255，并且计数信号counter在从0到255的计数时长内对应于256级灰阶电压，采样模块13在计数信号counter与数据信号data1一致时对与该时刻的计数值相应的灰阶信号进行锁存，从而获得与数据信号data1相应的伽马电压。42.本技术采用数模混合的方式生成伽马电压，数据信号无需进行位拓展，例如，数据信号的位数是8比特，无需拓展至10比特或12比特，因此电路占用的面积和电路功耗大大降低，并且用8比特的位宽实现了10比特或12比特的灰阶精度，保证了伽马电压的高精度。43.可选的，该采样模块13还包括复位晶体管tr1，连接在寄生电容cp1与输入电源vin之间，用于根据复位信号reset对伽马电压进行复位。44.可选的，斜坡信号ramp发生器根据斜坡控制信号ramp_ctrl生成斜坡信号ramp。斜坡控制信号ramp_ctrl由计数器12生成，且斜坡控制信号ramp_ctrl与计数信号counter和复位信号reset相关。45.可选的，该伽马电压产生电路10还包括：连接在多个采样模块13与斜坡信号ramp发生器11之间的缓冲器14，或分别连接在多个采样模块13与斜坡信号ramp发生器11之间的多个缓冲器14(未示出)，缓冲器14用于对斜坡信号ramp进行缓冲。多路缓冲器14可以减小单个缓冲器14的负载，提高电路稳定性和使用寿命，降低电路设计难度。46.若数据信号data和计数信号counter的位数为10比特，其有效位数为8比特，也可采用本发明实施例提供的伽马电压产生电路10生成伽马电压。相比传统的数字伽马电路，本技术提供的伽马电压产生电路10无需进行数据位数拓展，减小了电路占用的面积和电路功耗，在实际应用中表明，本技术提供的伽马电压产生电路10相比传统的数字伽马电路功耗降低了50％左右；相比传统的模拟伽马电路，本技术提供的伽马电压产生电路10在维持了高精度的同时，大大降低了电路的复杂度。47.图4示出了根据本发明实施例的伽马电压产生电路的波形图。48.如图4所示，作为一个实施例，计数信号count《7:0》的位数为8比特，斜坡信号在预定时间t内从第一电压v1线性下降至第二电压v2，预定时间t被包含于一行画面的显示时长之内。49.传统的数字伽马电路中要完成数据的非线性变换，需要进行位宽扩展，一般是8位扩展为10位，或者8位扩展为12位，在此以将计数信号count《7:0》扩展为10比特的计数信号count《9:0》为例，斜坡信号开始下降时，计数信号count《9:0》输出为0，斜坡信号停止下降时，计数信号count《9:0》输出为1023，每一次计数信号count《9:0》的变化都是等时差的。50.本发明提出的伽马电压产生电路中，计数信号count《7:0》的位数是8比特的，无需进行位扩展，斜坡信号开始下降时，计数信号count《7:0》输出为0，斜坡信号停止下降时，计数信号count《7:0》输出为255，每一次计数信号count《7:0》的变化不是等时差的，而是受伽马曲线控制。51.图5示出了根据本发明实施例的伽马电压产生方法的示意图。如图5所示，本发明实施例的伽马电压产生方法包括步骤s101至s103，该伽马电压产生方法无需对数据信号进行位拓展，因此大大降低了电路占用的面积和电路功耗，并且保证了伽马电压的高精度。52.在步骤s101中，生成在预定时间内由第一电压转换至第二电压的斜坡信号。可选的，根据斜坡控制信号生成斜坡信号，在生成所述斜坡信号之后，对斜坡控制信号进行缓冲。53.在步骤s102中，在预定时间内进行计数，并生成计数信号，计数信号的每段计数时长对应于一个灰阶信号，灰阶信号选自斜坡信号的一部分。在本发明实施例中，计数信号的每个计数值维持的计数时长由伽马曲线决定，计数信号可参见图4中的计数信号count《7:0》，在该示例中，用8比特的位宽实现了10比特或12比特的灰阶精度。54.在步骤s103中，接收相应的数据信号，并将计数信号与数据信号进行比较，当计数信号与数据信号一致时，对灰阶信号进行锁存，以获得与数据信号相应的伽马电压。在该步骤中，具体的，将计数信号与数据信号进行比较，并在计数信号与数据信号一致时提供无效的控制信号；根据无效的控制信号关断斜坡信号到源极线的电流路径，以对与计数信号相应的灰阶信号进行锁存，从而获得与数据信号相应的伽马电压。55.可选的，还包括：在生成斜坡信号之前，根据复位信号对伽马电压进行复位。56.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。57.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

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：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。当前第1页12当前第1页12

技术特征：

1.一种伽马电压产生电路，其特征在于，包括：斜坡信号发生器，用于生成斜坡信号，所述斜坡信号在预定时间内由第一电压转换至第二电压；计数器，用于在所述预定时间内进行计数，并生成计数信号，所述计数信号的每个计数值对应于一个灰阶信号，所述灰阶信号选自所述斜坡信号的一部分；以及多个采样模块，各个所述采样模块分别接收相应的数据信号，并将所述计数信号与所述数据信号进行比较，当所述计数信号与所述数据信号一致时，所述采样模块对所述灰阶信号进行锁存，以获得与所述数据信号相应的伽马电压，其中，所述计数器的步长不相同，每个所述计数值维持的计数时长由伽马曲线决定。2.根据权利要求1所述的伽马电压产生电路，其特征在于，每个所述采样模块包括：比较器，将所述计数信号与所述数据信号进行比较，并在所述计数信号与所述数据信号一致时提供无效的控制信号；开关管，根据无效的所述控制信号关断所述斜坡信号到源极线的电流路径，以对与所述计数信号相应的所述灰阶信号进行锁存，从而获得与所述数据信号相应的所述伽马电压。3.根据权利要求2所述的伽马电压产生电路，其特征在于，所述开关管将所述伽马电压发送至所述源极线，所述伽马电压存储于所述源极线的寄生电容上。4.根据权利要求3所述的伽马电压产生电路，其特征在于，还包括：复位晶体管，连接在所述寄生电容与输入电源之间，用于根据复位信号对所述伽马电压进行复位。5.根据权利要求1所述的伽马电压产生电路，其特征在于，还包括：连接在所述多个采样模块与所述斜坡信号发生器之间的缓冲器，或分别连接在所述多个采样模块与所述斜坡信号发生器之间的多个缓冲器，用于对所述斜坡信号进行缓冲。6.一种显示装置，其特征在于，包括：如权利要求1至5任一项所述的伽马电压产生电路，接收数据信号并提供与所述数据信号相应的伽马电压；以及显示面板，连接至所述伽马电压产生电路，用于根据所述伽马电压显示画面。7.一种伽马电压产生方法，其特征在于，包括：生成在预定时间内由第一电压转换至第二电压的斜坡信号；在所述预定时间内进行计数，并生成计数信号，所述计数信号的每个计数值对应于一个灰阶信号，所述灰阶信号选自所述斜坡信号的一部分；以及接收相应的数据信号，并将所述计数信号与所述数据信号进行比较，当所述计数信号与所述数据信号一致时，对所述灰阶信号进行锁存，以获得与所述数据信号相应的伽马电压，其中，计数信号的每个所述计数值维持的计数时长由伽马曲线决定。8.根据权利要求7所述的伽马电压产生方法，其特征在于，所述数据信号不经过伽马变换，所述计数信号由伽马曲线决定。9.根据权利要求7所述的伽马电压产生方法，其特征在于，获得伽马电压的方法包括：将所述计数信号与所述数据信号进行比较，并在所述计数信号与所述数据信号一致时提供无效的控制信号；
根据无效的所述控制信号关断所述斜坡信号到源极线的电流路径，以对与所述计数信号相应的所述灰阶信号进行锁存，从而获得与所述数据信号相应的所述伽马电压。10.根据权利要求7所述的伽马电压产生方法，其特征在于，还包括：在生成所述斜坡信号之前，根据复位信号对所述伽马电压进行复位。

技术总结

本申请公开了一种伽马电压产生电路、显示装置及伽马电压产生方法。该伽马电压产生电路包括：斜坡信号发生器，用于生成斜坡信号；计数器，用于在预定时间内进行计数，并生成计数信号，计数信号的每个计数值对应于一个灰阶信号，灰阶信号选自斜坡信号的一部分，计数器的步长不相同，计数信号的每个计数值维持的计数时长由伽马曲线决定；以及多个采样模块，各个采样模块分别接收相应的数据信号，并将计数信号与数据信号进行比较，当计数信号与数据信号一致时，采样模块对灰阶信号进行锁存，以获得与数据信号相应的伽马电压。该伽马电压产生电路无需进行数据位拓展，同时具备精度高、功耗低和占用面积小的优势。低和占用面积小的优势。低和占用面积小的优势。