CN100504528C - 液晶显示器的反相器 - Google Patents

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Abstract

提供了一种驱动显示装置光源的反相器。该反相器包括：反相器控制器，产生用于脉冲宽度调制的载波信号，并通过基于载波信号对调光信号进行脉冲宽度调制，从而产生具有开时间和关时间的灯驱动信号，并响应垂直同步信号和垂直同步启动信号中的至少一个信号，来控制灯驱动信号的开时间；电源开关元件，响应来自反相器控制器的信号有选择地传送DC电压；以及增压器，响应来自开关元件的信号而驱动灯。因此，本发明解决了现有技术中存在的瀑布问题，减少了跳动和水平条。

Description

液晶显示器的反相器
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器的反相器。
背景技术
用作计算机显示器和电视装置的显示装置，包括自发射显示器，如发光二极管(LED)、场致发光器(EL)、真空荧光显示器(VFD)、场致发射显示器(FED)、和等离子面板显示器(PDP)、以及需要光源的非发射显示器，如液晶显示器(LCD)。
LCD包括两块带有场生成电极的面板以及插入其间的介电各向异性的液晶(LC)层。施加了电压的场生成电极在液晶层中产生电场，穿过面板的透光度根据所施加电场的强度而变化，而电场的强度可由所施加的电压控制。因此，通过调节所施加电压可获得预期的图像。
光线可由光源，如LCD中配备的灯所发射，光线也可为自然光。当使用配备的光源时，LCD屏幕的整体亮度一般用反相器通过调节光源开关次数比，或通过调节流过光源的电流来调整。后者有这样的问题，即由于流过灯的灯电流很小，因而低亮度发光会不稳定。由于前者易于控制光量即灯的亮度，不存在这一问题，因而前者更优一些。
然而，前者存在一种称为瀑布(water fall)的问题，即在LCD屏幕上有水平条向上和向下缓慢移动，除非是灯的开/关频率恰好等于帧频率，即等于LCD面板的驱动频率的倍数。例如，当帧频率和开/关频率分别为60Hz和65Hz时，在屏幕上会产生以5Hz频率移动的瀑布。这种现象是一种跳动，即使频率之间的差小到0.1Hz，也可通过肉眼察觉。
发明内容
本发明的目的就是要解决传统技术的这些问题。
根据本发明的一个实施例，提供了一种液晶显示器的反相器，该反向器包括：反相器控制器，产生用于脉冲宽度调制的载波信号，并通过基于载波信号对调光信号进行脉冲宽度调制，从而产生具有开时间和关时间的灯驱动信号，并响应垂直同步信号和垂直同步启动信号中的至少一个信号，来控制灯驱动信号的开时间；电源开关元件，响应来自反相器控制器的信号有选择地传送DC电压；以及增压器，响应来自开关元件的信号而驱动灯。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种液晶装置的反相器，包括：反相器控制器，产生具有开时间和关时间的灯驱动信号，产生用于脉冲宽度调制的、与水平同步信号同步的载波信号，以及根据载波信号来对参考信号进行脉冲宽度调制从而产生振荡信号；电源开关元件，响应来自反相器控制器的振荡信号选择性地传送DC电压；以及增压器，响应来自开关元件的信号而驱动灯。
根据本发明的又一个实施例，提供了一种液晶显示器的反相器，包括：反相器控制器，产生用于脉冲宽度调制的第一和第二载波信号，根据第一载波信号对第一调光信号进行脉冲宽度调制，从而产生具有开时间和关时间的灯驱动信号，并根据第二载波信号对参考信号进行脉冲宽度调制，从而产生振荡信号，并且响应垂直同步信号和垂直同步启动信号中的至少一个信号的脉冲来控制灯驱动信号的开时间；电源开关元件，响应来自反相器控制器的信号选择性地传送DC电压；以及增压器，响应来自开关元件的信号而驱动灯。
液晶显示器可包括信号控制器，用于提供垂直同步信号、垂直同步启动信号、和/或水平同步信号。调光信号最好由信号控制器或外部装置来提供。
反相器控制器最好包括：控制块，用于产生载波信号、灯驱动信号、和/或振荡信号；时间常数设定块，用于决定载波信号的时间常数；以及启动块，每当产生垂直同步信号和/或水平同步信号的脉冲时，就对时间常数设定块给出的时间常数进行复位。
时间常数设定块最好包括串联(在调光信号和地之间)的电阻和电容，并将电阻和电容之间的节点处的信号提供给控制块。
其中一个启动块最好包括由垂直同步信号和/或水平同步信号的脉冲触发的晶体管。晶体管最好具有连接到时间常数设定块的电阻和电容之间的节点处的集电极、接地的发射极、以及通过电阻向其提供垂直同步信号的基极。
另一启动块最好包括：多频振荡器，调节水平同步信号和/或垂直同步信号的脉冲宽度，以及二极管，从多频振荡器到时间常数设定块的电阻和电容之间的节点反向连接。二极管由垂直同步信号和/或水平同步信号的脉冲接通。
根据本发明的另一实施例，提供了一种液晶显示器的反相器，包括：三角波发生器，用充电和放电来产生三角波；复位块，用于每当有垂直同步启动信号的脉冲时，就对由三角波发生器对三角波的产生进行复位；比较器，用于比较调光信号和来自三角波发生器的三角波，并产生具有开/关占空比的脉冲宽度调制(“PWM”)信号。
三角波发生器最好包括：电容，与放电通路的负电压相连，并为比较器提供输出电压；第一晶体管，用于有选择地为电容提供正电压；以及第一运算放大器，用于当电容的输出电压等于或大于预定值时，切断第一晶体管，当电容的输出电压小于预定值时，接通第一晶体管。
复位块最好包括第二晶体管，响应垂直同步启动信号的脉冲而被接通，从而接通第一晶体管。
第一晶体管可包括PNP双极性晶体管，而第二晶体管可包括NPN双极性晶体管。
比较器最好包括第二运算放大器，比较调光信号和电容输出电压，当调光信号低于电容输出电压时，输出高值，当调光信号高于电容输出电压时，输出低值。
液晶显示器可包括信号控制器，以便提供垂直同步启动信号，调光信号由信号控制器或外部装置提供。反相器还可以包括：响应比较器信号有选择地传送DC电压的功率驱动器；以及响应开关元件信号而驱动灯的增压器。
附图说明
通过参考附图对优选实施例进行具体描述，本发明的上述及其它优点将变得更为清楚。
图1是根据本发明实施例的LCD的分解透视图；
图2是根据本发明实施例的LCD像素的等效电路图；
图3是根据本发明实施例的LCD的方框图；
图4是图3所示LCD的示范反相器的方框图；
图5是图4所示反相器的示范电路图；
图6表示了图5所示反相器中所用示范信号的波形；
图7是图4所示反相器的另一种示范电路图；
图8是根据本发明另一个实施例的LCD的方框图；
图9是图8所示LCD的示范反相器的方框图；
图10是图9所示反相器的示范电路图；
图11表示了图10所示反相器中所用示范信号的波形；
图12是根据本发明另一个实施例的LCD的方框图；
图13是图12所示示范反相器的电路图；
图14表示了图13所示反相器中所用示范信号的波形；
图15是根据本发明第四实施例的LCD的方框图；
图16是图15所示LCD的示范反相器的方框图；
图17是图16所示反相器的示范电路图；
图18表示了图17所示反相器中所用示范信号的波形。
具体实施方式
下面将参考附图对本发明进行更全面的描述，其中表示了本发明的优选实施例。然而本发明可以不同形式实施，而不应当构造成仅限于以下描述的实施例。全文中类似的标记表示类似元件。
在图中，为清楚起见夸大了层与区的厚度。全文中类似的标记表示类似元件。当元件如层、区或基底被称为“在”另一元件“之上”时，可理解为直接在该另一元件的上面，或者有插入元件存在。作为对比，当一元件被称为“直接”在另一元件“之上”时，则没有插入元件存在。
图1是根据本发明实施例的LCD的分解透视图，图2是根据本发明实施例的LCD像素的等效电路图。
在结构图中，根据本发明实施例的LCD 900包括LC模块700，该模块包括显示元件710和背光元件720；以及一对前后外壳810和820、底盘740、和包含并固定了图1所示LC模块700的铸模框架730。
显示元件710包括LC面板装置712、连接到LC面板装置712上的多个选通软性印刷电路膜(FPC)718和多个数据FPC膜716、以及分别连接到相关FPC膜718和716上的选通印刷电路板(PCB)719和数据印刷电路板PCB。
在图1和2所示的结构图中的LC面板装置712包括下面板712a，上面板712b和插在二者之间的液晶层3，同时它还包括多个显示信号线G1-Gn和D1-Dm，以及与其连接的多个像素，基本上排列成如图2所示电路图中的矩阵形式。
显示信号线G1-Gn和D1-Dm设置在下面板712a上，这些显示信号线包括多个发送选通信号(称为扫描信号)的选通线G1-Gn和多个发送数据信号的数据线D1-Dm。选通线G1-Gn基本上在行方向延伸，彼此基本上平行，而数据线D1-Dm则基本上在列方向延伸，彼此基本上平行。
每个像素包括连接到显示信号线G1-Gn和D1-Dm上的开关元件Q，以及连接到开关元件Q上的LC电容CLC和存储电容CST。如果不是必需的话，存储电容CST可以省略。
诸如TFT的开关元件Q设置在下面板712a上，它具有三个端子：连接到选通线G1-Gn之一上的控制端；连接到数据线D1-Dm之一上的输入端；连接到LC电容CLC和存储电容CST上的输出端。
LC电容CLC包括下面板712a上的像素电极190，上面板712b上的公共电极270，以及在电极190和270之间作为电介质的LC层3。像素电极190连接到开关元件Q上，其最好由透光导电材料如氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)，或反光导电材料制成。公共电极270覆盖上面板712a的整个表面，其最好由透光导电材料如ITO和IZO制成，并被施加了公共电压Vcom。另外，具有栅或条形状的像素电极190和公共电极270，也可都设置在下面板712a上。
存储电容CST是LC电容CLC的辅助电容。存储电容CST包括像素电极190和独立的信号线(未示出)，该信号线设置在下面板712a上，通过绝缘体与像素电极190交叠，并被加了预定电压，如公共电压Vcom。另外，存储电容CST包括像素电极190和称为前选通线的相邻选通线，该选通线通过绝缘体与像素电极190交叠。
为了彩色显示，通过在像素电极190占据的区域中设置多个红、绿和蓝滤色镜230中的一个，使每个像素都代表了其自己的色彩。图2所示的滤色镜230设置在上面板712b的相应区域。另外，滤色镜230也可设置在下面板712a的像素电极190之上或之下。
参考图1，背光元件720包括：多个设置在LC面板装置712的边缘附近的灯723和725；一对用于保护灯723和725的灯罩722a和722b；光导装置724和多个光学薄层726，设置在面板装置712和灯723、725之间，引导并将光线从灯723和725散射到面板装置712；以及设置在灯723和725下面的反射器728，向面板装置712反射来自灯723和725的光线。
光导装置724是边缘型，具有均匀的厚度；灯723和725的数量根据LCD的操作来确定。灯723和725最好包括荧光灯如冷阴极荧光灯(CCFL)和外电极荧光灯(EEFL)。灯723和725的另一个例子是LED。
使来自灯723和725的光偏振的一对偏光镜(未示出)设置在面板装置712的面板712a和712b的外表面上。
下面，将参照图3-6对根据本发明的实施例的LCD及其反相器进行具体描述。
图3是根据本发明的实施例的LCD的方框图。
参照图3，根据本发明的实施例的LCD包括：LC面板装置10；连接到面板装置10的选通驱动器20和数据驱动器30；连接到选通驱动器20和数据驱动器30的电压产生器60；照亮面板装置10的灯元件40；连接到灯元件40的反相器50；以及控制上述元件的信号控制器70。
图3所示灯元件40和液晶面板装置10在图1中分别由参考标记723和725(灯)和712表示。反相器50可安装在独立的反相器PCB(未示出)上，或安装在选通PCB719或数据PCB 714上。
参照图1和3，电压产生器60产生与像素透光率相关的多个灰度电压Vgray以及多个选通电压Vgate，电压产生器设置在数据PCB 714上。灰度电压Vgray包括两组灰度电压，一组灰度电压相对于公共电压Vcom具有阳极，而另一组灰度电压则相对于公共电压Vcom具有阴极。选通电压Vgate包括选通-开(gate-on)电压和选通-关(gate-off)电压。
选通驱动器20最好包括安装在各个选通FPC膜718上的多个集成电路(LC)芯片。选通驱动器20连接到面板装置10的选通线G1-Gn上，它综合来自电压产生器60的选通-开电压和选通-关电压，以产生应用于选通线G1-Gn的选通信号。
数据驱动器30最好包括安装在各数据FPC膜716上的多个IC芯片。数据驱动器连接到面板装置10的数据线D1-Dm上，并向数据线D1-Dm提供从电压产生器60所提供的灰度电压Vgray中选择的数据电压。
根据本发明的其它实施例，选通驱动器20和/或数据驱动器30的IC芯片安装在下面板712a上，同时驱动器20和30两者都或其中之一，与其它元件一起组合到下面板712a中。选通PCB 719和/或选通FPC膜718在这两种情况下均可省略。
控制驱动器20和30等的信号控制器70设置在数据PCB 714或选通PCB719上。
下面，将具体描述LCD的运作。
向信号控制器70提供了RGB图像信号RGB数据和来自外部图像控制器(未示出)以控制其显示的输入控制信号，例如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟MCLK、以及数据启动信号DE。在产生多个控制信号CONT，并根据输入控制信号和输入图像信号RGB数据处理适合面板装置10操作的图像信号RGB数据之后，信号控制器70为选通驱动器20和数据驱动器30提供控制信号CONT，为数据驱动器提供已处理的图像信号RGB数据。
控制信号CONT包括：垂直同步启动信号STV，用于通知一帧的开始；选通时钟信号CPV，用于控制选通-开电压的输出时间；以及输出启动信号OE，用于决定选通-开电压的宽度。控制信号CONT还包括：行同步开始信号STH，用于通知行周期的开始；加载信号LOAD或TP，用于指令施加适当的数据电压到数据线D1-Dm；反相控制信号RVS，用于使数据电压的极性(相对于公共电压Vcom)反向；以及数据时钟信号HCLD。
数据驱动器30从信号控制器70接收像素行的图像数据RGB数据分组，并响应来自信号控制器70的控制信号CONT，将图像数据RGB数据转换成从电压产生器60所提供的灰度电压Vgray中选择的模拟数据电压。
响应来自信号控制器70的控制信号CONT，选通驱动器20向选通线G1-Gn施加来自电压产生器60的选通-开电压，从而接通与其连接的开关元件Q。
数据驱动器30向相应的数据线D1-Dm施加数据电压，施加时间长度为开关元件Q的接通时间(称为“一水平周期”或“1H”，等同于水平同步信号Hsync、数据启动信号DE和选通时钟信号CPV的一个周期)。然后，数据电压通过接通开关元件依次施加到对应的像素上。
施加到像素上的数据电压和公共电压Vcom之差表现为LC电容器CLC的充电电压，即像素电压。液晶分子根据像素电压的大小定向。
同时，反相器50根据来自外部源或信号控制器70的调光信号Vdim以及来自信号控制器70的垂直同步信号Vsync，接通或关闭灯元件40。
来自灯元件40的光线穿过液晶层3，并根据液晶分子的定向改变了极化态。偏光镜将光的极性转换为透光率。
通过重复该过程，所有选通线G1-Gn在一帧期间都顺序施加了选通-开电压，从而将数据电压施加到所有像素。当完成了一帧开始下一帧时，控制施加到数据驱动器30的反相控制信号RVS，使数据电压的极性反转(称为“帧反相”)。还可控制反相控制信号RVS，使一帧中流入数据线的数据电压的极性反转(称为“线反相”)，或一个分组中的数据电压极性反转(称为“点反相”)。
图4是图3所示LCD的示范反相器的方框图，图5是图4所示反相器的示范电路图，图6展示了图5所示反相器中所用示范信号的波形。
参照图4，示范的反相器50包括按顺序连接到灯元件40上的增压器53、功率驱动器52、以及反相器控制器51。
参照图5，增压器53连接到接地端，它包括用于增加输入电压的变压器(未示出)。
功率驱动器52包括连接到DC电压Vdd上的MOS(金属-氧化物-硅)晶体管Q1、连接在晶体管Q1和增压器53之间的感应线圈L、以及与晶体管Q1接地相反方向连接的二极管D。晶体管Q1是DC电压Vdd的电源开关元件，而二极管D和电感器L用来除噪和稳压。
反相器控制器51包括顺序连接到功率驱动器52的晶体管Q1上的控制块511、时间常数设定块512和启动块513，以及分压器，它包括串联在控制块511和地之间的一对电阻R2和R3；与分压器R2和R3并联的电容器C1；以及连接在分压器R2和R3以及调光信号Vdim之间的输入电阻R1。
控制块511与功率驱动器52的晶体管Q1的栅极以及灯元件40相连。
时间常数设定块512包括在输入电阻R1和地之间串联连接的电阻R4和电容C2，而电阻R4和电容C2之间的节点P1连接到控制块511。
启动块513包括双极性晶体管Q2和连接在帧同步信号Vsync和晶体管Q2之间的输入电阻R5。晶体管Q2包括连接到启动块512的节点P1的集电极、连接到地的发射极、以及连接到输入电阻R5的基极。输入电阻R5可被省略。
下面具体描述反相器50的操作。
控制块511产生脉冲宽度调制(PWM)载波信号PWMBAS1，该信号包括锯齿形波或三角波，时间常数设定块512确定载波信号PWMBAS1的时间常数。图6表示锯齿波。
连接到控制块511的电阻R2和R3以及电容C1用于建立初始值，从灯元件40到控制块511的反馈信号是一检测信号，如用于调光控制的灯电流。
控制块511基于载波信号PWMBAS1，对参考电压Vref1，如来自外部电路的调光信号Vdim或依据调光信号Vdim而产生的独立信号，进行脉冲宽度调制，从而产生灯驱动信号LDS。例如，控制块511比较参考信号Vref1和载波信号PWMBAS1，并产生PWM信号，即当参考电压Vref1大于载波信号PWMBAS1时，是具有高值的灯驱动信号LDS，当参考电压Vref1小于载波信号PWMBAS1时，则是具有低值的灯驱动信号LDS。
功率驱动器52的晶体管Q1根据灯驱动信号LDS运行，并产生输出信号Vtr。晶体管Q1被触发，以交替传送DC电压Vdd，这样输出信号Vtr在灯驱动信号LDS的开时间交替具有两个值，而晶体管Q1在灯驱动信号LDS的关时间无源，以使输出信号Vtr具有恒定值。如前所述，二极管D和电感器L消除噪音，并稳定输出电压Vtr。
相应功率驱动器52的输出信号Vtr的触发，增压器3也被触发，以产生正弦信号，并增加正弦信号的电压到要施加给灯元件40的高电压。然后灯电流与图6所示信号Vtr同步地流到灯元件40。然而，当信号Vtr为一常数且没有正弦信号时，灯电流也不存在了。
因此，灯元件40在灯驱动信号LDS的开时间打开，而在灯驱动信号LDS的关时间关闭。
同时，通过时间常数设定块512，垂直同步信号Vsync的脉冲启动了灯驱动信号LDS。
具体请参照图5和6，启动块513的晶体管Q2由垂直帧同步Vsync的脉冲接通，使跨过时间常数设定块512的电容C2的电压放电，并使节点P1的电压接地。因此，控制块511再次启动载波信号PWMBAS1的产生。所以，垂直同步Vsync的脉冲使载波信号PWMBAS1复位，以重启动灯驱动信号的开时间。也就是说，垂直同步Vsync使灯元件40复位。
图7是图4所示反相器的另一示范电路图。
图7所示的示范电路除启动块514的内部电路外，与图5所示类似。
启动块514包括多频振荡器515和从多频振荡器515到时间常数设定块512反向连接的二极管D514。多频振荡器515调节垂直同步Vsync的脉冲宽度，被调节的垂直同步Vsync脉冲接通二极管D514，以将节点P1处的电压降低到接地。图7所示的反相器通过多频振荡器515减小垂直同步Vsync的脉冲宽度，并有效地将节点P1处的电压为接地值的持续时间减小到一预定时间。
下面，将参照图8-11具体描述根据本发明另一个实施例的LCD和反相器。
图8是根据本发明另一个实施例的LCD的方框图。
参照图8，根据本发明另一个实施例的LCD包括液晶显示装置10、选通驱动器20、数据驱动器30、电压产生器60、灯元件40、反相器80和信号控制器70。图8所示的LCD的方块结构与图3所示的类似，只是输入到反相器80的是水平同步信号Hsync而不是垂直同步信号Vsync和调光信号。
图9是图8所示的LCD的示范反相器的方框图，图10是图9所示反相器的示范电路图，图11表示了图10所示反相器中所用示范信号的波形。
图9所示示范反相器80包括按顺序连接到灯元件40的增压器83、功率驱动器82、反相器控制器81，该反相器具有类似于图4所示的方块结构，只是输入到反相器控制器81的是水平同步信号Hsync而不是垂直同步信号Vsync和调光信号。
参照图10，反相器控制器81包括控制块811、时间常数设定块812、启动块813，串联在控制块811和地之间的一对电阻R2和R3，以及电容C1。反相器控制器81具有除时间常数设定块512等外，与图7所示51类似的结构。
如图10所示，由于没有施加调光信号，输入电阻被省略了，时间常数设定块812的电阻R6连接到反相器控制器811上而不是输入电阻上。时间常数设定块812的电容用C3表示，启动块814的多频振荡器和二极管用参考标记815和D814表示。
下面具体描述反相器80的操作。
控制块811产生PWM载波信号PWMBAS2，该信号包括锯齿波或三角波，而时间常数设定块812确定载波信号PWMBAS2的时间常数。图11表示了锯齿波。
控制块811根据载波信号PWMBAS2对设计者预先确定的参考电压Vref2进行脉冲宽度调制，产生振荡信号。功率驱动器82的晶体管Q1响应振荡信号而触发，产生输出信号Vtr。
参照图11进行具体描述，水平同步信号Hsync由启动块814的多频振荡器815修饰，使得它的有源低(active low)持续时间减少了，即水平同步信号Hsync得到调节。被调节的水平同步信号Hsync的脉冲接通二极管D814，使跨过时间常数设定块812电容C3的电压放电，并使节点P2的电压接地。因此，由时间常数设定块812给出的时间常数被复位，重新启动载波信号PWMBAS2的产生。
如图11所示，只要产生水平同步信号Hsync的脉冲，载波信号PWMBAS2就重新启动。由于施加到灯元件40的正弦信号与根据载波信号PWMBAS2产生的振荡信号同步地产生，所以流入灯元件40的灯电流与水平同步信号Hsync同步。
同时，控制块811产生具有开时间和关时间的灯驱动信号LDS，这样在灯驱动信号LDS的开时间，信号Vtr和灯电流分别具有方波波形和正弦波形，而在灯驱动信号LDS的关时间，信号Vtr具有恒定值，从而使灯电流消失。
下面将参照图12-14具体描述根据本发明另一个实施例的LCD及其反相器。
图12是根据本发明另一实施例的LCD的方框图.
参照图12，根据本发明另一个实施例的LCD包括液晶面板装置10、选通驱动器20、数据驱动器30、电压产生器60、灯元件40、反相器90和信号控制器70。图11所示的LCD方块结构与图3和8所示的类似，除了将水平同步信号Hsync、垂直同步Vsync和调光信号Vdim输入到反相器90之外。
图13是图12所示示范反相器的电路图，图14表示了图13所示反相器中所用示范信号的波形。
图13所示示范反相器90包括按顺序连接到灯元件40的增压器93、功率驱动器92和反相器控制器91。
增压器93和功率驱动器92具有和图5，7、9所示的增压器53、83和功率驱动器52、82类似的结构。
参照图13，反相器控制器91包括：控制块911；第一和第二时间常数设定块912和917；第一和第二启动块916和914；以及分压器，包括一对在控制块911和地之间串联连接的电阻R2和R3；电容C1，与分压器R2和R3并联连接；以及连接在分压器R2和R3之间的输入电阻。
第一时间常数设定块912和第一启动块916分别具有与图5所示的时间常数设定块512和启动块513基本相同的结构，第二时间常数设定块917和第二启动块914分别具有与图10所示时间常数设定块812和启动块814基本相同的结构。多频振荡器以及第二启动块914的二极管用参考标记915和D914表示。
因此，反相器控制器91的结构基本上等同于图5所示反相器控制器51和图10所示反相器控制器81的结合，因而反相器控制器91的操作基本上等同于反相器控制器51和81操作的结合。
下面具体描述反相器90的操作。
控制块911产生包括锯齿波或三角波的PWM载波信号PWMBAS1和PWMBAS2，第一和第二时间常数设定块912和917确定第一和第二载波信号PWMBAS1和PWMBAS2的时间常数。
控制块911基于载波信号PWMBAS1，对第一参考电压Vref1，如来自外部电路的调光信号Vdim或依据调光信号Vdim而产生的独立信号进行脉冲宽度调制，从而产生灯驱动信号LDS。此外，控制块911基于载波信号PWMBAS2，对设计者预定的第二参考电压Vref2进行脉冲宽度调制，从而产生振荡信号。如图14所示，在灯驱动信号LDS的开时间，振荡信号具有方波波形，在灯驱动信号LDS的关时间具有恒定值。功率驱动器92的晶体管Q1响应振荡信号被触发，并产生输出信号Vtr。
参照图13和14，垂直同步信号Vsync的脉冲接通第一启动块916的晶体管Q2，第一时间常数设定块912启动第一载波信号PWMBAS1和灯驱动信号LDS，从而重新启动振荡信号和信号Vtr。此外，由第二启动块914的多频振荡器915调节水平同步信号Hsync。被调节的水平同步信号Hsync的脉冲接通二极管D914，以使由时间常数设定块912给定的时间常数复位，从而重启第二载波信号PWMBAS2，以重新启动振荡信号和信号Vtr。
因此，该实施例的反相器90一旦接收到垂直同步信号Vsync的脉冲，就启动灯驱动信号，并使振荡信号与水平同步信号Hsync的脉冲同步。由于垂直同步信号Vsync的频率远小于水平同步信号Hsync的频率，因此当产生一个垂直同步信号Vsync的脉冲时，有成百上千的水平同步信号Hsync的脉冲产生，在Vsync和Hsync信号之间就没有干扰或冲突了。
总而言之，正弦信号与垂直同步信号Vsync的脉冲同步启动，并具有与水平同步信号Hsync频率同步的振荡时间。
下面，将参照图15-18具体描述根据本发明第四实施例的LCD和反相器。
图15是根据本发明又一实施例的LCD的方框图。
参照图15，根据本发明又一实施例的LCD包括液晶面板装置10、选通驱动器20、数据驱动器30、电压产生器60、灯元件40、反相器100和信号控制器70。图15所示LCD的方块结构类似于图3所示，只是输入到反相器100中的是垂直同步启动信号STV和调光信号Vdim，而不是垂直同步Vsync和调光信号。
图16是图15所示的LCD的示范反相器的方框图，图17是图16所示的反相器的示范电路图，图18表示了图17所示的反相器中所用示范信号的波形。
图16所示的示范反相器100包括按顺序连接到灯元件40的增压器103、功率驱动器102，和反相器控制器101，并具有与图4所示类似的方块结构，只是输入到反相器控制器101的是垂直同步启动信号STV和调光信号Vdim，而不是垂直同步信号Vsync和调光信号。
参照图17，反相器控制器101包括用作比较器的一对运算放大器OP1和OP2，用作开关元件的一对双极性晶体管Q11和Q12，多个电容器C11-C13，和多个电阻器R11-R20。
晶体管Q11、运算放大器OP1和电容C11用于产生三角载波，晶体管Q12用于响应垂直同步启动信号STV从而使三角波的产生复位，运算放大器OP2用于通过比较调光信号Vdim和三角波从而产生PWM信号。
电源电压VCC是正电压，而另一电源电压VEE是负电压。
晶体管Q12具有通过电阻R15和R16连接到垂直同步启动信号STV的基极、连接到地的发射极、和连接到电阻R13的集电极。晶体管Q11具有通过电阻R12和R13连接到晶体管Q12发射极的基极、连接到电源电压VCC的发射极、和连接到电容C1的集电极。晶体管Q11的基极和发射极通过电阻R11彼此连接。
电容C11的一端通过电阻R17与电源电压VEE连接，而另一端连接到地，产生输出电压Vcap。
运算放大器OP2具有与电容C11的输出电压Vcap相连的同相端(+)、以及接收调光信号Vdim的反相端(-)。
运算放大器OP1具有：同相端(+)，该端通过包括电阻R18和电容C13的RC滤波器连接到电容C11的输出电压Vcap；以及反相端(-)，该端连接到分压器，该分压器包括连接在电源电压VCC和地之间的一对电阻R19和R20以及用来除噪的电容C12。运算放大器OP1的输出通过电阻R14和R12输入到晶体管的基极。
尽管晶体管Q11是pnp双极性晶体管而晶体管Q12是npn双极性晶体管，但晶体管Q11和Q12的类型也可以互换。
下面具体描述反相器100的操作。
当晶体管Q11由启动状态接通时，将电源电压VCC施加到电容C11上，使其迅速充电，这样输出电压Vcap急剧上升。运算放大器OP1比较由电阻R18降下来的电压Vcap和反相端电压，该反相端电压由分压器R19和R20确定，如果电压Vcap升高到一定值，则产生高值。运算放大器OP11的高值关闭晶体管Q11，然后电容C11通过电阻R17向负电源电压VEE放电。如果电容C11的输出电压Vcap降低到一定值，则运算放大器OP1输出低值，以再次接通晶体管Q11。这样，电容C11重复充电和放电。
图18所示的电容C11的输出电压Vcap为三角波形，由于充电路径和放电路径不同，因而具有互不相同的上升角和下降角。
同时，如图18所示的垂直同步启动信号STV每一帧具有一脉冲。垂直同步启动信号STV的脉冲接通晶体管Q12，于是晶体管Q11的基极通过电阻R13和R12被施加了地电压。因此，晶体管Q11接通，以提供电源电压VCC给电容C11。因此，不论何时输入垂直同步启动信号STV脉冲，电容C11都开始充电，并产生三角输出电压Vcap。
运算放大器OP2对电容C11的输出电压Vcap和调光信号Vdim进行比较。当调光信号Vdim低于电压Vcap时，运算放大器OP2就输出高值；而当调光信号Vdim高于电压Vcap时，它就输出低值。这样，通过运算放大器OP2获得具有依赖于调光信号Vdim的开/关占空比的灯驱动信号PWM，并与垂直同步启动信号STV同步。
如上所述，根据本发明各实施例所述的灯驱动信号与垂直同步信号或垂直同步启动信号同步，施加给灯元件的正弦信号与水平同步信号同步。这些同步就减少了跳动和水平条。
尽管以上对本发明的优选实施例进行了具体描述，但应该清楚地理解，本领域普通技术人员可以想到和在此讲述的基本发明概念有许多变化和/或修改，但它们仍落入所附权利要求所限定的本发明的精神与范围之内。

Claims (17)

1.一种液晶显示器的反相器，该反相器包括：
反相器控制器，产生用于脉冲宽度调制的载波信号，并通过基于载波信号对调光信号进行脉冲宽度调制，从而产生具有开时间和关时间的灯驱动信号，并响应垂直同步信号和垂直同步启动信号中的至少一个信号，来控制灯驱动信号的开时间；
电源开关元件，响应来自反相器控制器的信号有选择地传送DC电压；以及
增压器，响应来自开关元件的信号而驱动灯。
2.根据权利要求1的反相器，其中液晶显示器包括信号控制器，用于提供垂直同步信号和垂直同步启动信号，调光信号由信号控制器或外部装置提供。
3.根据权利要求1的反相器，其中反相器控制器包括：
控制块，用于产生载波信号和灯驱动信号；
时间常数设定块，用于确定载波信号的时间常数；以及
启动块，用于每当产生垂直同步信号脉冲时，就使由时间常数设定块所给出的时间常数复位。
4.根据权利要求3的反相器，其中时间常数设定块包括连接在调光信号和地之间的电阻和电容，并将电阻和电容之间的节点处的信号提供给控制块。
5.根据权利要求4的反相器，其中启动块包括晶体管，晶体管具有连接到时间常数设定块的电阻和电容之间的节点处的集电极、接地的发射极、以及通过电阻被施加垂直同步信号的基极，晶体管由垂直同步信号脉冲所接通。
6.一种液晶显示器的反相器，该反相器包括：
反相器控制器，产生具有开时间和关时间的灯驱动信号，产生用于脉冲宽度调制的、与水平同步信号同步的载波信号，以及根据载波信号来对参考信号进行脉冲宽度调制从而产生振荡信号；
电源开关元件，响应来自反相器控制器的振荡信号选择性地传送DC电压；以及
增压器，响应来自开关元件的信号而驱动灯。
7.根据权利要求6的反相器，其中液晶显示器包括用于提供水平同步信号的信号控制器。
8.根据权利要求6的反相器，其中反相器控制器包括：
控制块，用于产生灯驱动信号、载波信号和振荡信号；
时间常数设定块，用于确定载波信号的时间常数；以及
启动块，用于每当产生垂直同步信号脉冲时，就使由时间常数设定块所给出的时间常数复位。
9.根据权利要求8的反相器，其中时间常数设定块包括串联连接的电阻和电容，并将电阻和电容之间的节点处的信号提供给控制块。
10.根据权利要求9的反相器，其中启动块包括：多频振荡器，调节水平同步信号的脉冲宽度；以及二极管，从多频振荡器到时间常数设定块的电阻和电容之间的节点反向连接，二极管由水平同步信号的脉冲接通。
11.一种液晶显示器的反相器，该反相器包括：
反相器控制器，产生用于脉冲宽度调制的第一和第二载波信号，根据第一载波信号对第一调光信号进行脉冲宽度调制，从而产生具有开时间和关时间的灯驱动信号，并根据第二载波信号对参考信号进行脉冲宽度调制，从而产生振荡信号，并且响应垂直同步信号和垂直同步启动信号中的至少一个信号的脉冲来控制灯驱动信号的开时间；
电源开关元件，响应来自反相器控制器的信号选择性地传送DC电压；以及
增压器，响应来自开关元件的信号而驱动灯。
12.根据权利要求11的反相器，其中液晶显示器包括信号控制器，用于提供垂直同步信号、垂直同步启动信号和水平同步信号，调光信号由信号控制器或外部装置来提供。
13.根据权利要求1的反相器，其中反相器控制器包括：
控制块，用于产生第一和第二载波信号、灯驱动信号、和振荡信号；
第一和第二时间常数设定块，用于确定第一和第二载波信号的时间常数；以及
第一启动块，用于每当产生垂直同步信号脉冲时，就使由第一时间常数设定块所给出的时间常数复位；
第二启动块，用于每当产生水平同步信号脉冲时，就使由第二时间常数设定块所给出的时间常数复位。
14.根据权利要求13的反相器，其中第一时间常数设定块包括连接在调光信号和地之间的电阻和电容，并将电阻和电容之间的节点处的信号提供给控制块作为第一载波信号。
15.根据权利要求14的反相器，其中第一启动块包括晶体管，晶体管具有连接到时间常数设定块的电阻和电容之间的节点处的集电极、接地的发射极、以及通过电阻被施加垂直同步信号的基极，晶体管由垂直同步信号的脉冲接通。
16.根据权利要求13的反相器，其中第二时间常数设定块包括串联连接的电阻和电容，并将电阻和电容之间的节点处的信号提供给控制块作为第二载波信号。
17.根据权利要求16的反相器，其中第二启动块包括：调节水平同步信号的脉冲宽度的多频振荡器；以及从多频振荡器到时间常数设定块的电阻和电容之间的节点反向连接的二极管，二极管由水平同步信号的脉冲接通。
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