CN102789766B

CN102789766B - 自动阶调调整电路

Info

Publication number: CN102789766B
Application number: CN201110374304.0A
Authority: CN
Inventors: 卢建宏; 王志军; 廖木山; 蓝东鑫
Original assignee: Nanjing CEC Panda LCD Technology Co Ltd
Current assignee: Nanjing CEC Panda LCD Technology Co Ltd
Priority date: 2011-11-22
Filing date: 2011-11-22
Publication date: 2015-02-11
Anticipated expiration: 2031-11-22
Also published as: CN102789766A

Abstract

一种自动阶调调整电路，它包括闸极驱动器SD、源极驱动器DD、直流电源转换器DC/DC、时序控制器TCON和阶调电压产生电路，DC/DC供电，TCON的相关控制信号输出端分别连接SD和DD的驱动控制信号输入端，阶调电压产生电路输出阶调电压至DD的对应输入端，SD和DD的输出驱动液晶面板中各画素的对应源极和闸极，所述的待调液晶面板的虚拟画素反馈面板的漏极电压至阶调电压产生电路的输入端，在阶调电压产生电路中产生阶调电压，输出至DD的对应阶调电压输入端。本发明可应用于改善Flicker及自动调整Gamma。用自动补偿的方式来解决制程绦件偏移时所造成的阶调曲线偏移、辉度离异、以及Flicker问题。

Description

自动阶调调整电路

技术领域

本发明涉及TFT液晶显示器，尤其是显示器的阶调电压调整电路，具体地说是一种自动阶调调整电路。

背景技术

TFT液晶显示器中，传统的阶调电压调整方式需通过设计者手动调整，传统电路结构下，阶调电压产生电路是通过电阻分压及运算放大器来产生V1～Vn。面板上的无效画素(Dummypixel)并未被用来做运算，其缺点为：

1.无法精确取得各阶调的delta Vp(回踢电压)值

2.阶调电压为固定值，一旦决定就无法轻易改变。

3.面板制程条件变动时，阶调电压就必需重新调整。

4.阶调调整过程繁锁，费力耗时。

当制程条件偏移造成阶调曲线超出规格，传统的作法只能针对偏移的面板重新调整阶调，将曲线修正回来。不然就是整批面板报废。无论哪一作法均会增加公司的生产成本。

发明内容

本发明的目的是针对传统的阶调电压调整方式需通过设计者手动调整所存在的调整精确度低、过程繁锁、费力耗时和增加生产成本的问题，提出一种自动阶调调整电路。

本发明的技术方案是：

一种自动阶调调整电路，它包括闸极驱动器Scan Driver、源极驱动器Data Driver、直流电源转换器DC/DC、时序控制器TCON和阶调电压产生电路，所述的DC/DC为调整电路的各模块供电，时脉控制器TCON的相关控制信号输出端分别连接闸极驱动器SD和源极驱动器DD的驱动控制信号输入端，阶调电压产生电路输出阶调电压至源极驱动器DD的对应输入端，闸极驱动器SD和源极驱动器DD的输出驱动液晶面板中各画素的对应源极和闸极，所述的待调液晶面板的虚拟画素反馈面板的漏极电压至阶调电压产生电路的输入端，在阶调电压产生电路中产生阶调电压V1～Vn，输出至源极驱动器DD的对应阶调电压输入端。

本发明的阶调电压产生电路包括回踢电压产生电路、液晶电压产生电路、加法/减法电路和VCOM参考电压生成模块，所述的回踢电压产生电路的信号输入端连接液晶面板上无效画素的漏极电压输出，回踢电压产生电路的输出端连接加法/减法电路的一信号输入端，加法/减法电路的另一信号输入端连接液晶电压产生电路的信号输出端，加法/减法电路根据VCOM参考电压生成模块生成的VCOM共通参考电压、回踢电压和液晶电压产生所需的阶调电压V1～Vn，

当阶调电压相对于VCOM参考电压为正时，Vx＝共通参考电压VCOM+液晶电压Vlc+回踢电压△Vp，x＝1、2…n；

当阶调电压相对于VCOM参考电压为负时，Vx＝共通参考电压VCOM-液晶电压Vlc+回踢电压△Vp，x＝1、2…n。

本发明的回踢电压产生电路产生回踢电压、液晶电压产生电路产生液晶电压之后分别将电压经过模拟/数字转换电路转换为数字信号后存放于EEPROM储存电路中，当产生阶调电压时，再将数字信号透过数字/模拟转换电路转换为对应的电压，搭配VCOM共通参考电压，由加法/减法电路产生所需的阶调电压V1～Vn。

本发明的回踢电压产生电路包括虚拟的正负极性相反的画素的回踢电压△Vp测量电路即正、负虚拟画素的△Vp测量电路，所述的正、负虚拟画素的△Vp测量电路均包括取样电路、存储电路和减法电路；各取样电路的取样信号端分别连接正、负虚拟画素中场效应管FET的漏极，各存储电路的存储信号端分别连接正、负虚拟画素中场效应管FET的漏极，各减法电路的两输入端分别连接对应取样电路、存储电路的输出端，各减法电路的输出端输出回踢电压。

本发明的液晶电压产生包括以下步骤：

(1)、设定理想阶调曲线目标，建立理想阶调曲线；

(2)、理想阶调曲线横轴为阶调0～255，纵轴为透过率T，由曲线可得每个阶调所对应的透过率T；

(3)、已知液晶电压-透过率Vlc-T的曲线，横轴为电压Vlc，纵轴为透过率T，将理想阶调曲线映射到液晶电压-透过率曲线上，得到对应阶调的液晶电压Vlc。

本发明的理想阶调曲线目标的Gamma curve为2.0-2.4。

本发明的有益效果：

本发明可应用于改善Flicker及自动调整Gamma。用自动补偿的方式来解决制程绦件偏移时所造成的阶调曲线偏移、辉度离异、以及Flicker问题。

本发明通过无效画素(Dummy pixel)取得实际的漏极drain电压并经过运算得到实际的回踢电压(ΔVp)；依照所设置的阶调曲线(Ex:γ＝2.2)及实际的液晶V-T曲线得到液晶电压；然后，将回踢电压及液晶电压经模拟/数位转换电路后存放于存贮电路确保电压稳定性；最后，运算时将回踢电压及液晶电压经数位/模拟转换电路，再通过对向参考电压(VCOM)及加法/减法电路计算出最合适的阶调电压。

本发明的回踢电压产生电路中取样电路并非一定要与所述电路相同，只要作用、原理相同即可实现。

附图说明

图1是本发明的自动阶调调整电路的原理框图。

图2是本发明的阶调电压产生电路的原理框图之一。

图3是本发明的回踢电压产生电路中取样电路和存储电路的电路图。

图4是本发明的回踢电压产生电路中减法电路的电路图之一。

图5是本发明的回踢电压产生电路中减法电路的电路图之二。

图6是本发明的回踢电压产生电路中存储电路的SW1及SW2的开关时序图，T1：SW1 andSW2 Close；T2：SW1 and SW2 Open。

图7是本发明的液晶电压产生电路的原理框图。

图8是本发明的阶调电压产生电路的原理框图之二。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，一种自动阶调调整电路，它包括闸极驱动器Scan Driver、源极驱动器DataDriver、直流电源转换器DC/DC、时序控制器TCON和阶调电压产生电路，所述的DC/DC为调整电路的各模块供电，时脉控制器TCON的相关控制信号输出端分别连接闸极驱动器SD和源极驱动器DD的驱动控制信号输入端，阶调电压产生电路输出阶调电压至源极驱动器DD的对应输入端，闸极驱动器SD和源极驱动器DD的输出驱动液晶面板中各画素的对应源极和闸极，其特征是所述的待调液晶面板的虚拟画素反馈面板的漏极电压至阶调电压产生电路的输入端，在阶调电压产生电路中产生阶调电压V1～Vn，输出至源极驱动器DD的对应阶调电压输入端。

如图2所示，本发明的阶调电压产生电路包括回踢电压产生电路、液晶电压产生电路、加法/减法电路和VCOM参考电压生成模块，所述的回踢电压产生电路的信号输入端连接液晶面板上无效画素的漏极电压输出，回踢电压产生电路的输出端连接加法/减法电路的一信号输入端，加法/减法电路的另一信号输入端连接液晶电压产生电路的信号输出端，加法/减法电路根据VCOM参考电压生成模块生成的VCOM共通参考电压、回踢电压和液晶电压产生所需的阶调电压V1～Vn，

如图2所示，本发明的回踢电压产生电路产生回踢电压、液晶电压产生电路产生液晶电压之后分别将电压经过模拟/数字转换电路转换为数字信号后存放于EEPROM储存电路中，当产生阶调电压时，再将数字信号透过数字/模拟转换电路转换为对应的电压，搭配VCOM共通参考电压，由加法/减法电路产生所需的阶调电压V1～Vn。模拟/数字转换电路，EEPROM存贮电路，数字/模拟转换电路并非必备，没有这三种电路亦可达成。

如图3-5所示，本发明的回踢电压产生电路包括虚拟的正负极性相反的画素的回踢电压△Vp测量电路即正、负虚拟画素的△Vp测量电路，所述的正、负虚拟画素的△Vp测量电路均包括取样电路、存储电路和减法电路；各取样电路的取样信号端分别连接正、负虚拟画素中场效应管FET的漏极，各存储电路的存储信号端分别连接正、负虚拟画素中场效应管FET的漏极，各减法电路的两输入端分别连接对应取样电路、存储电路的输出端，各减法电路的输出端输出回踢电压。

本发明的液晶电压产生包括以下步骤：

(1)、设定理想阶调曲线目标，建立理想阶调曲线；

本发明的理想阶调曲线目标的Gamma curve为2.0-2.4。

具体实施时：

本专利的电路结构如图1，通过无效画素的回授，经适当的运算后产生阶调电压(V1～Vn)。其中的时序控制器(TCON)及阶调电压产生电路结构也需做修改。

其中，阶调电压产生电路方块图如图2，是由回踢电压产生电路、液晶电压产生电路、模拟/数字转换电路、EEPROM储存电路、数字/模拟转换电路、加法/减法电路及VCOM参考电压所组成。其作法为：从液晶面板(Panel)上的无效画素(Dummy Pixel)产生回授信号送至Feedthrough(回踢)电压产生电路，产生回踢电压后将电压透过模拟/数字转换电路转换为数字格式后存放于EEPROM储存电路，同理液晶电压产生电路产生液晶电压后将电压透过模拟/数字转换电路转换为数字格式后存放于EEPROM储存电路。当产生阶调电压时，再将数字数据透过数字/模拟转换电路转换为电压，搭配VCOM共通参考电压，再透过加法/减法电路产生所需的阶调电压(V1～Vn)。

图2所示的Feedthrough(回踢)电压产生电路是由取样电路(如图3)、减法电路(如图4、图5)所组成，其步骤为：

1.当G0的电压由VGL上升至VGH时(TFT turn on)，此时S1及S2分别对Dummy pixel 1及Dummy pixel 2的液晶充电，drain端电压(Vd1)及(Vd2)分别经由OP1及OP3输出至C1及C2(此时SW1及SW2 close)。

2.接着SW1及SW2在G0的电压由VGH下降至VGL以前先open，Vd1及Vd2分别被保存于C1及C2中。

3.当G0的电压由VGH下降至VGL时(TFT turn off)，基于电荷不灭原理，Dummy pixel 1及Dummy pixel 2的drain端电压分别会感受一负向的电压降ΔVp1及ΔVp2，此时透过OP2取得电压(Vd1-ΔVp1)，透过OP4取得电压(Vd2-ΔVp2)。

4.将从Dummy pixel 1取得的电压Vd1及(Vd1-ΔVp1)相减即可得到ΔVp1。减法电路如图4。

5.同理，将从Dummy pixel 2取得的电压Vd2及(Vd2-ΔVp2)相减即可得到ΔVp2。减法电路如图5。

6.由于Dummy pixel 1与Dummy pixel 2为相反极性，所以得到的ΔVp1及ΔVp2分别代表正、负极性的液晶电压下的ΔVp值，若ΔVp1＝ΔVp2，代表此时的液晶电压正负平衡，此时的电压即为实际面板的ΔVp值。

7.透过上述作法，针对阶调(0阶、4阶、64阶、128阶、192阶、252阶、255阶)，可取得7组对应于阶调的ΔVp值(定义为ΔVp0、ΔVp4、ΔVp64、ΔVp128、ΔVp192、ΔVp252、ΔVp255)。此处仅为举例，所述阶调可以为(0～255)任意阶。

8.图6为SW1及SW2的开关时序示意图。

图2所示的液晶电压产生电路(如图7)，其原理为：

设定理想阶调曲线目标(例如：Gamma curve＝2.2)，阶调曲线目标并非只限定于2.2，可依设计者的要求，设为任何曲线。

理想阶调曲线横轴为阶调(0～255)，纵轴为透过率(T)，由此曲线可得每个阶调所对应的透过率。

液晶电压-透过率(Vlc-T)曲线，横轴为电压(Vlc)，纵轴为透过率(T)，由此曲线可针对阶调(0阶、4阶、64阶、128阶、192阶、252阶、255阶)，经由透过率(T)对应得到液晶电压(Vlc)，若以14组阶调电压为例，液晶电压将定义为Vlc1～Vlc7。

针对阶调(0阶、4阶、64阶、128阶、192阶、252阶、255阶)，可分别取得所对应的ΔVp值(ΔVp0、ΔVp4、ΔVp64、ΔVp128、ΔVp192、ΔVp252、ΔVp255)及液晶电压(Vlc1～Vlc7)，经由模拟/数字转换电路，可将模拟电压转换为数字格式存放于任意的数字储存电路(例EEPROM)。后续要运算时可从此储存电路透过数字/模拟转换电路将电压转换出来，再经由VCOM参考电压、加法及减法电路产生所必需的阶调电压(V1～Vn，此处n＝14)。透过加法/减法电路后，可自得产生如下阶调电压，达成自动阶调调整的目的。

阶调电压(正)＝VCOM+Vlc+△Vp

阶调电压(负)＝VCOM-Vlc+△Vp

要取得特定阶调(例如：0阶、4阶、64阶、128阶、192阶、252阶、255阶)的ΔVp值，图1所示TCON必需修正，且图3、图4、图5的取样电路及减法电路必需有七组，透过TCON将特定阶调(0阶、4阶、64阶、128阶、192阶、252阶、255阶)的数据传送到Dummy Pixel上的特定画素，此特定画素是具备取样电路的画素。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims

1.一种自动阶调调整电路，它包括闸极驱动器Scan Driver、源极驱动器Data Driver、直流电源转换器DC/DC、时序控制器TCON和阶调电压产生电路，所述的直流电源转换器DC/DC为调整电路的各模块供电，时序控制器TCON的相关控制信号输出端分别连接闸极驱动器SD和源极驱动器DD的驱动控制信号输入端，阶调电压产生电路输出阶调电压至源极驱动器DD的对应输入端，闸极驱动器SD和源极驱动器DD的输出驱动液晶面板中各画素的对应源极和闸极，其特征是待调液晶面板的虚拟画素反馈面板的漏极电压至阶调电压产生电路的输入端，在阶调电压产生电路中产生阶调电压V1~Vn，输出至源极驱动器DD的对应阶调电压输入端；所述的阶调电压产生电路包括回踢电压产生电路、液晶电压产生电路、加法/减法电路和VCOM参考电压生成模块，所述的回踢电压产生电路的信号输入端连接液晶面板上虚拟画素的漏极电压输出，回踢电压产生电路的输出端连接加法/减法电路的一信号输入端，加法/减法电路的另一信号输入端连接液晶电压产生电路的信号输出端，加法/减法电路根据VCOM参考电压生成模块生成的共通参考电压VCOM、回踢电压和液晶电压产生所需的阶调电压V1~Vn，

当阶调电压相对于共通参考电压VCOM为正时，Vx=共通参考电压VCOM+液晶电压Vlc+回踢电压△Vp，x=1、2…n；

当阶调电压相对于共通参考电压VCOM为负时，Vx=共通参考电压VCOM-液晶电压Vlc+回踢电压△Vp，x=1、2…n。

2.根据权利要求1所述的自动阶调调整电路，其特征是所述的回踢电压产生电路产生回踢电压、液晶电压产生电路产生液晶电压之后分别将电压经过模拟/数字转换电路转换为数字信号后存放于EEPROM储存电路中，当产生阶调电压时，再将数字信号透过数字/模拟转换电路转换为对应的电压，搭配共通参考电压VCOM，由加法/减法电路产生所需的阶调电压V1~Vn。

3.根据权利要求1或2所述的自动阶调调整电路，其特征是所述的回踢电压产生电路包括虚拟的正负极性相反的画素的回踢电压△Vp测量电路即正、负虚拟画素的△Vp测量电路，所述的正、负虚拟画素的△Vp测量电路均包括取样电路、存储电路和减法电路；各取样电路的取样信号端分别连接正、负虚拟画素中场效应管FET的漏极，各存储电路的存储信号端分别连接正、负虚拟画素中场效应管FET的漏极，各减法电路的两输入端分别连接对应取样电路、存储电路的输出端，各减法电路的输出端输出回踢电压。

4.根据权利要求1或2所述的自动阶调调整电路，其特征是所述的液晶电压产生包括以下步骤：

（1）、设定理想阶调曲线目标，建立理想阶调曲线；

（2）、理想阶调曲线横轴为阶调0~255，纵轴为透过率T，由曲线可得每个阶调所对应的透过率T；

（3）、已知液晶电压-透过率Vlc-T的曲线，横轴为液晶电压Vlc，纵轴为透过率T，将理想阶调曲线映射到液晶电压-透过率曲线上，得到对应阶调的液晶电压Vlc。

5.根据权利要求4所述的自动阶调调整电路，其特征是所述的理想阶调曲线目标的伽玛曲线Gamma curve为2.0-2.4。