TWI396469B - 液晶顯示器之換流器 - Google Patents

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Description

液晶顯示器之換流器
本發明係關於液晶顯示器之換流器。
電腦監視器及電視機所使用的顯示裝置都包含自行發光顯示器(例如，發光二極體(LED)、場致發光(EL)、真空螢光顯示器(VFD)、場發射顯示器(FED)和電漿平面顯示器(PDP))以及非發光顯示器(例如，需要光源的液晶顯示器(LCD))。
LCD包含兩個面板(已配備多個場產生電極)以及具有介電異向性(dielectric anisotropy)的液晶(LC)層(插入在該等兩個面板之間)。當施加電壓至該等場產生電極時，該等場產生電極會在該液晶層中產生電場，並且光線通過該等面板的透射度會隨施加之場強度而改變，而施加之場強度可藉由施加之電壓來控制。據此，藉由調整所施加之電壓就可獲得期望的影像。
光線可能係從一光源(例如，LCD中配備的照射燈)的發光，或可能是自然光。當使用所配備之光源時，通常會藉由調節光源的開啟時間對關閉時間的比率，或藉由調節通過光源的電流，以便使用一換流器來調整LCD螢幕的總亮度。若是調節通過光源的電流，則會由於流入照射燈的照射燈電流非常小，而導致低高度照明不穩定的問題。由於調節通過光源的電流很容易控制光量，即，照射燈發光性且沒有照明不穩定的問題，所以較佳方式為調節通過光源的電流。
然而，調節通過光源的電流具有所謂水瀑(water fall)的問題，也就是在LCD螢幕上會有水平條紋上下緩慢移動，直到照射燈的開/關頻率精確等於一圖框頻率(即，LCD面板的驅動頻率)的倍數。例如，當圖框頻率為60 Hz且開/關頻率為65 Hz時，螢幕上會產生5 Hz頻率的水瀑移動。這是一種跳動現象，並且即使頻率差只有0.1 Hz，也會被人眼睛察覺到。
本發明之一動機係為了解決傳統技術的問題。
根據本發明一項具體實施例，本發明提供一種液晶顯示器之換流器，包括：一換流器控制器，其產生一用於脈衝寬度調變的載波信號及一照射燈驅動信號，該照射燈驅動信號的on-time(工作時間)和off-time(閒置時間)係藉由依據該載波信號來脈衝寬度調變一調光信號(dimming signal)所形成，並且會控制該照射燈驅動信號的on-time(工作時間)，以響應一垂直同步信號與一垂直同步開始信號中至少一信號；一功率驅動器，用於選擇性傳輸一DC(直流)電壓以響應一來自該換流器控制器的信號；以及一電壓增壓器，用於驅動一照射燈以響應一來自該功率驅動器的信號。
根據本發明另一項具體實施例，本發明提供一種液晶顯示器之換流器，包括：一換流器控制器，其產生一具有on-time(工作時間)和off-time(閒置時間)的照射燈驅動信號 、一用於以同步於一水平同步信號方式脈衝寬度調變的載波信號以及一依據該載波信號來脈衝寬度調變一參考信號所形成的振盪信號；一功率驅動器，用於選擇性傳輸一DC(直流)電壓以響應來自該換流器控制器的該振盪信號；以及一電壓增壓器，用於驅動一照射燈以響應一來自該功率驅動器的信號。
根據本發明另一項具體實施例，本發明提供一種液晶顯示器之換流器，包括：一換流器控制器，其產生：用於脈衝寬度調變的第一載波信號和第二載波信號；一照射燈驅動信號，該照射燈驅動信號的on-time(工作時間)和off-time(閒置時間)係藉由依據該第一載波信號來脈衝寬度調變一調光信號所形成；及一振盪信號，該振盪信號係依據該第二載波信號來脈衝寬度調變一參考信號所形成，並且會控制該照射燈驅動信號的on-time(工作時間)，以響應一垂直同步信號與一垂直同步開始信號中至少一信號；一功率驅動器，用於選擇性傳輸一DC(直流)電壓以響應一來自該換流器控制器的信號；以及一電壓增壓器，用於驅動一照射燈以響應一來自該功率驅動器的信號。
該液晶顯示器可包括一信號控制器，該信號控制器係用於提供該垂直同步信號、該垂直同步開始信號及/或該水平同步信號。較佳方式為，從該信號控制器或一外部裝置來提供該調光信號。
該換流器控制器較佳包括：一控制組塊，用於產生該等載波信號、該照射燈驅動信號及/或該振盪信號；多個時 間常數設定組塊，用於決定該等載波信號的時間常數；以及多個起始組塊，用於每當產生該垂直同步信號之脈衝及/或該水平同步信號之脈衝時，重置該等時間常數設定組塊所提供的該等時間常數。
該時間常數設定組塊較佳包括介於該調光信號與一接地之間串聯連接的一電阻器及一電容器，並且在介於該電阻器與該電容器之間的節點將一信號提供給該控制組塊。
該等起始組塊之一較佳包括一電晶體，該電晶體係藉由該垂直同步信號之脈衝及/或該水平同步信號之脈衝所形成。該電晶體較佳具有：一集極，其連接至介於該時間常數設定組塊之該電阻器與該電容器之間的節點；一接地射極；及一基極，以經由一電阻器將該垂直同步信號供應至該基極。
另一起始組塊較佳包括：一多振動器，用於調節該水平同步信號之脈衝寬度及/或該垂直同步信號之脈衝寬度；及一個二極體，該二極體的連接方向為從該多振動器至介於該電阻器與該電容器間之該節點的反方向。會藉由該垂直同步信號之脈衝及/或該水平同步信號之脈衝的開啟該二極體。
根據本發明另一項具體實施例，本發明提供一種液晶顯示器之換流器，包括：一個三角波產生器，用於使用充電和放電來產生一個三角波；一重置組塊，用於每當產生該垂直同步開始信號之脈衝時，重置該三角波產生器所產生的該三角波；以及一比較器，用於一調光信號與該三角波 產生器所產生的該三角波，並且產生一具有on/off(工作/閒置)負荷比例的脈衝寬度調變(PWM)型信號。
該三角波產生器較佳包括：一電容器，其連接至一負電壓而形成放電路徑，並且將一輸出電壓提供給該比較器；一第一電晶體，用於選擇性將一正電壓提供給該電容器；以及一第一運算放大器，用於當該電容器的輸出電壓等於或大於一預先決定值時關閉該第一電晶體，以及當該電容器的輸出電壓小於該預先決定值時開啟該第一電晶體。
該重置組塊較佳包含一已開啟之第二電晶體，用於開啟該第一電晶體以響應該垂直同步開始信號之脈衝。
該第一電晶體可包含一pnp型雙極性電晶體，以及該第二電晶體可包含一npn型雙極性電晶體。
該比較器較佳包含一第二運算放大器，用於比較該調光信號與該電容器之該輸出電壓，並且當該調光信號小於該電容器之該輸出電壓時輸出一高值，以及當該調光信號大於該電容器之該輸出電壓時輸出一低值。
該液晶顯示器可包括一信號控制器，該信號控制器係用於提供該垂直同步開始信號，並且從該信號控制器或一外部裝置來提供該調光信號。該換流器可進一步包括：一功率驅動器，用於選擇性傳輸一DC(直流)電壓以響應一來自該比較器的信號；以及一電壓增壓器，用於驅動一照射燈以響應一來自該功率驅動器的信號。
現在將參考用以呈現本發明較佳具體實施例的附圖來詳細說明本發明。然而，本發明可運用許多不同形式具體化，並且不應視為限於本文中提出的具體實施例。整份說明書中相似的數字代表相似的元件。
在圖式中，基於清楚明白考量而誇大層及區域的厚度。整份說明書中相似的數字代表相似的元件。應明白，當將一層、區域或基板等元件聲稱係「位於另一元件上」時，可能為直接在另一元件上或可能有介於元件間的中間元件。反之，當將一元件聲稱係「直接位於另一元件上」時，就表示沒有介於元件間的中間元件。
圖1顯示根據本發明一項具體實施例之LCD的分解透視圖；以及圖2顯示根據本發明一項具體實施例之LCD像素的同等電路圖。
在結構圖中，根據本發明具體實施例之LCD 900包括：一LC模組700，其包括一顯示單元710及一背光單元720；一對前殼810與背殼820；一底座(chassis)740；以及一模框730，用於容納及固定該LC模組700，如圖1所示。
該顯示單元710包括：LC面板總成712；附接至該LC面板總成712的複數個閘繞性印刷電路(FPC)膜718及複數個資料FPC膜716；以及分別附接至相關FPC膜718及FPC膜716的一閘印刷電路板(PCB) 719及一資料PCB 714。
在圖1及圖2所示的結構圖中，該LC面板總成712包括一下方面板712a、一上方面板712b及一插入在其間的液晶層3，該液晶層3包括複數個顯示信號線G1 -Gn 和D1 -Dm 以及複數個像素，該等像素被連接至該等顯示信號線並且實質上被排列成如圖2所示之電路圖的矩陣。
複數個顯示信號線G1 -Gn 和D1 -Dm 被配備在該下方面板712a上，並且包括用於傳輸閘極信號(稱為掃描信號)的複數個閘極線G1 -Gn 及用於傳輸資料信號的複數個資料極線D1 -Dm 。該等閘極線G1 -Gn 實質上往列方向延伸且實質上互相平行，而該等資料極線D1 -Dm 實質上往行方向延伸且實質上互相平行。
每個都包括：一開關元件Q，其連接至該等顯示信號線G1 -Gn 和D1 -Dm ；以及一LC電容器CLC 及一儲存電容器CST ，該等電容器係連接至該開關元件Q。若不需要該儲存電容器CST ，則可省略。
該開關元件Q(例如，一TFT)被配備在該下方面板712a上且具有三個端子：一控制端子，其連接至該等閘極線Gi-Gn 之一；一輸入端子，其連接至該等資料極線D1 -Dm 之一；以及一輸出端子，其連接至該LC電容器CLC 及該儲存電容器CST 。
該LC電容器CLC 包括：一像素電極190，其位於該下方面板712a上；一共同電極270其位於該上方面板712b上；以及該液晶層3，用於當做介於該像素電極190與該共同電極270之間的介電。該像素電極190被連接至該開關元件Q，並且較佳的製作材料為，透射型導電材料(例如，氧化銦錫(Indium Tin Oxide；ITO)及氧化銦鋅(Indium Zinc Oxide；IZO)膜等等)或反射型導電材料。該共同電極270覆蓋該下方面板712a的整個表面，並且較佳係由ITO和IZO等材料所製成，而且會將一共同電壓Vcom供應至該共同電極270。或者，該像素電極190與該共同電極270(棒狀或條狀)都是配備在該下方面板712a上。
該儲存電容器CST 就是該LC電容器CLC 的輔助電容器。該儲存電容器CST 包含該像素電極190及一分離式信號線(圖中未顯示)，該儲存電容器CST 係配備在該下方面板712a上，經由一絕緣體覆蓋該像素電極190，而且會將一預先決定電壓(例如，共同電壓Vcom)供應至該儲存電容器CST 。或者，該儲存電容器CST 包含該像素電極190及一鄰接閘極線(稱為前閘極線)，該儲存電容器CST 經由一絕緣體覆蓋該像素電極190。
對於彩色顯示器而言，每個像素呈現出所屬顏色的方式為，在該像素電極190所佔用的區域中配備複數個紅、綠、藍彩色濾光板230之一。圖2所示之彩色濾光板230係配備在該上方面板712b的相對應區域中。或者，該彩色濾光板230係配備在位於該下方面板712a上的該像素電極190之上或之下。
請參閱圖1，該背光單元720包括：複數個照射燈723和725，其配置在該LC面板總成712的邊緣附近；一對照射燈蓋722a和722b，用於保護該等照射燈723和725；一導光板724和複數個光學板726，導光板和光學板係配置在該LC面板總成712與該等照射燈723、725之間，而得以將來自該等照射燈723和725的光線導引且漫射至該LC面板總成712；以及一反射板728，其配置在該等照射燈723和725下方，而得以將來自該等照射燈723和725的光線反射至該LC面板總成712。
該導光板724屬於刃型(edge type)且厚度均勻，而該等照射燈723和725的數量則是考慮到LCD運作來決定。該等照射燈723和725較佳包括螢光燈，例如，CCFL(cold cathode fluorescent lamp；冷光陰極螢光燈管)和EEFL(external electrode fluorescent lamp；外部陰極螢光燈管)。LED是該等照射燈723和725的另一項實例。
一對偏光板(圖中未顯示)使來自該等照射燈723和725的光線偏向，並且係附接在該LC面板總成712的該下方面板712a和該上方面板712b的外部表面上。
現在，將參考圖3至圖6來詳細說明根據本發明一項具體實施例之LCD及其換流器。
圖3顯示根據本發明一項具體實施例之LCD的方塊圖。請參考圖3，根據本發明一項具體實施例的記憶體模組LCD包括：一LC面板總成10；一閘驅動器20和一資料驅動器30，該等驅動器係連接至該LC面板總成10；一電壓產生器60，其連接至該閘驅動器20和該資料驅動器30；一照射燈單元40，用於照射該LC面板總成10；一換流器50，其連接至該照射燈單元40；以及一信號控制器70，用於控制前述元件。
圖3所示之該照射燈單元40就是圖1中所標示的參考數字723和725(照射燈)，而圖3所示之該LC面板總成10就是圖1中所標示的參考數字712。可將該換流器50黏著在一獨立的換流器PCB(圖中未顯示)上，或黏著在該閘PCB 719或該資料PCB 714上。
請參閱圖1和圖3，該電壓產生器60產生複數個灰電壓Vgray(與像素之透射度相關)及複數個閘電壓Vgate，並且係配備在該資料PCB 714上。該等灰電壓Vgray包括兩組灰電壓，而且某組中的灰電壓具有一相對於該共同電壓Vcom的正極性，而另一組中的灰電壓具有一相對於該共同電壓Vcom的負極性。該等閘電壓Vgate包括一閘開通電壓和一閘關閉電壓。
該閘驅動器20較佳包含複數個積體電路(IC)晶片，該等IC晶片係黏著在各自的閘FPC膜718上。該閘驅動器20係連接至該LC面板總成10的該等閘極線G1 -Gn ，並且合成來自該電壓產生器60的閘開通電壓與閘關閉電壓，以產生要施加至該等閘極線G1 -Gn 的閘極信號。
該資料驅動器30較佳包含複數個IC晶片，該等IC晶片係黏著在各自的資料FPC膜716上。該資料驅動器30係連接至該LC面板總成10的該等資料線D1 -Dm ，並且將選自該電壓產生器60所供應之多個灰電壓Vgray的多個資料電壓施加至該等資料線D1 -Dm 。
根據本發明其他具體實施例，該閘驅動器20的IC晶片及/或該資料驅動器30的IC晶片被黏著在該下方面板712a上，而且會將該閘驅動器20與該資料驅動器30之一或兩者連同其他元件一起併入該下方面板712a中。在這兩種情況下，都可省略該閘PCB 719及/或該等閘FPC膜718。
用於控制該閘驅動器20與該資料驅動器30等等的該信號控制器70係配備在該資料PCB 714或該閘PCB 719上。
接下來，將詳細說明LCD之運作。
從一外部圖形控制器(圖中未顯示)將多個RGB影像信號RGB Data及用於控制顯示的多個控制信號(例如，一垂直同步信號Vsync、一水平同步信號Hsync、一主時脈MCLK及一資料啟用信號DE)供應至該信號控制器70。該信號控制器70依據該等輸入控制信號及該等輸入影像信號RGB Data來產生複數個控制信號CONT並且處理該等影像信號RGB Data，以配合該LC面板總成10之運作，之後，該信號控制器70將該等控制信號CONT提供至該閘驅動器20和該資料驅動器30，並且將該等已處理之影像信號RGB Data提供至該資料驅動器30。
該等控制信號CONT包括：一垂直同步開始信號STV，用於通知圖框開始；一閘時脈信號CPV，用於控制該閘開通電壓的輸出時間；以及一輸出啟用信號OE，用於界定該閘開通電壓的寬度。該等控制信號CONT進一步包括：一水平同步開始信號STH，用於通知水平週期開始；一負載信號LOAD或TP，用於指示將適當的多個資料電壓施加至該等資料線D1 -Dm ；一反相控制信號RVS，用於將該等資料電壓的極性反相(相對於該共同電壓Vcom)；以及一資料時脈信號HCLK。
該資料驅動器30接收來自該信號控制器70的一像素列之影像信號RGB Data封包，並且將該影像信號RGB Data轉換成選自該電壓產生器60所供應之多個灰電壓Vgray的多個類比資料電壓，以響應來自該信號控制器70的控制信號CONT。
該閘驅動器20響應來自該信號控制器70的控制信號CONT，而將閘開通電壓從該電壓產生器60供應至該等閘極線G1 -Gn ，藉此開啟該等閘極線所連接的多個開關元件Q。
在該等開關元件Q的開啟時間期間(稱為「一個水平週期」或「1H」，並且等於該水平同步信號Hsync、該資料啟用信號DE及該閘時脈信號CPV的一個週期)，該資料驅動器30將選自該等資料電壓施加至相對應的資料線D1 -Dm 。接著，經由該等已開啟之開關元件Q，將該等資料電壓依次供應至相對應的像素。
介於施加至一像素之資料電壓與共同電壓Vcom之間的電壓差表達為該LC電容器CLC 的充電電壓，即，像素電壓。液晶分子的方位取決於像素電壓量值。
這段期間，該換流器50依據一來自一外部來源或該信號控制器70的調光信號Vdim及來自該信號控制器70的該垂直同步信號Vsync，以便開啟或關閉該照射燈單元40。
來自該照射燈單元40的光線通過該液晶層3，並且依據液晶分子方位而改變光偏振。偏光板將光偏振轉換成透光度。
藉由重複此項程序，而得以在一圖框期間將該閘開通電壓供應至該等閘極線G1 -Gn ，藉此將該等資料電壓施加至所有像素。在完成一圖框之後，下一圖框開始時，施加至該資料驅動器30的該反相控制信號RVS就會受到控制，以便反轉該等資料電壓的極性(稱為「圖框反轉」)還可以控制該反相控制信號RVS，而得以反轉一圖框中一資料線中所流動的資料電壓極性(稱為「線反轉」)，或反轉一封包的資料電壓極性(稱為「點反轉」)。
圖4顯示用於圖3所示之LCD的示範性換流器方塊圖；圖5顯示用於圖4所示之換流器示範性電路圖；以及圖6顯示用於圖5所示之換流器中使用之示範性信號的波形圖。
請參閱圖4，一示範性換流器50包括依序連接至一照射燈單元40的一電壓增壓器53、一功率驅動器52及一換流器控制器51。
請參閱圖5，該電壓增壓器53被連接至一接地，並且包含一用以升壓輸入電壓的變壓器(圖中未顯示)。
該功率驅動器52包括：一MOS(金屬-氧化物-矽)電晶體Q1，其連接至一DC電壓Vdd、一電感線圈L，其連接在該電晶體Q1與該電壓增壓器53之間；以及一個二極體D，其的連接方向為從該電晶體Q1至接地之反方向。該電晶體Q1是用於該DC電壓Vdd及該二極體D的電力開關元件，而所配備的該電感器L具有去除雜訊及穩壓作用。
該換流器控制器51包括依序連接至該功率驅動器52之電晶體Q1的一控制組塊511、一時間常數設定組塊512及一起始組塊513，而且還包括一分壓器(其包括串聯連接在該控制組塊511與接地之間的一對電阻器R2和R3)、一電容器C1(其並聯連接至該分壓器R2和R3)及一輸入電阻器R1(其連接在該分壓器R2和R3與一調光信號Vdim之間)。
該控制組塊511係連接至該功率驅動器52之該電晶體Q1的一閘極及該照射燈單元40。
該時間常數設定組塊512包括介於該輸入電阻器R1與一接地之間串聯連接的一電阻器R4及一電容器C2，並且介於該電阻器R4與該電容器C2之間的節點P1係連接至該控制組塊511。
該起始組塊513包括一雙極性電晶體Q2及一輸入電阻器R5，且該輸入電阻器R5係連接在該垂直同步信號Vsync與該電晶體Q2之間。該電晶體Q2包括：一集極，其連接至該起始組塊513的節點P1；一射極，其連接至接地；及一基極，其連接至該輸入電阻器R5。可以省略該輸入電阻器R5。
現在詳細說明該換流器50的運作。
該控制組塊511產生一鋸齒波或三角波之脈衝寬度調變(PWM)載波信號PWMBAS1，而該時間常數設定組塊512決定該載波信號PWMBAS1的時間常數。圖6顯示鋸齒波。
連接至該控制組塊511的該等電阻器R2、R3及該電容器C1是為了建置一起始值，而從該照射燈單元40至該控制組塊511的一回授信號是一用於調光控制的偵測信號，例如，照射燈電流。
該控制組塊511依據該載波信號PWMBAS1來脈衝寬度調變一參考信號Vref1(例如，來自一外部電路的該調光信號Vdim，或依據該調光信號Vdim所產生的一個別信號)，藉此產生一照射燈驅動信號LDS。例如，該控制組塊511比較該參考信號Vref1與該載波信號PWMBAS1，並且當該參考信號Vref1大於該載波信號PWMBAS1時產生高值的照射燈驅動信號LDS，而且當該參考信號Vref1小於該載波信號PWMBAS1時產生低值的照射燈驅動信號LDS。
該功率驅動器52的電晶體Q1依據該照射燈驅動信號LDS而運作，並且產生一輸出信號Vtr。在該照射燈驅動信號LDS的on-time(工作時間)期間，該電晶體Q1被觸發以便交替傳輸該DC電壓Vdd，以至於該輸出信號Vtr交替地具有兩個值，而在該照射燈驅動信號LDS的off-time(閒置時間)期間，該電晶體Q1處於非作用中狀態，使該輸出信號Vtr為一常數值。如上文所述，該二極體D及該電感器L會去除該輸出信號Vtr的雜訊且有穩壓作用。
還會響應該功率驅動器52的該輸出信號Vtr而觸發該電壓增壓器53產生一正弦曲線信號，並且將該正弦曲線信號的電壓增壓至一要施加至該照射燈單元40的高電壓。接著，一照射燈電流以同步於該輸出信號Vtr的方式流入該照射燈單元40，如圖6所示。但是，當該輸出信號Vtr為常數值且沒有正弦曲線信號時，該照射燈電流就會消失。
結果，在該照射燈驅動信號LDS的on-time(工作時間)期間會開啟該照射燈單元40，而在該照射燈驅動信號LDS的off-time(閒置時間)期間則會關閉該照射燈單元40。
這段期間，該垂直同步信號Vsync的一脈衝會導致該時間常數設定組塊512起始該照射燈驅動信號LDS。
詳言之，請參閱圖5及圖6，藉由該垂直同步信號Vsync的脈衝來開啟該起始組塊513的該電晶體Q2，將橫跨該時間常數設定組塊512之該電容器C2的電壓放電，並且將該節點P1的電壓接地。以此方式，該控制組塊511再次起始產生該載波信號PWMBAS1。據此，該垂直同步信號Vsync的脈衝重置該載波信號PWMBAS1，而得以重新開始該照射燈驅動信號LDS的on-time(工作時間)。即，該垂直同步信號Vsync重置該照射燈單元40。
圖7顯示用於圖4所示之換流器之另一示範性電路圖。
圖7所示之示範性電路類似於圖5所示之電路，除了包含一起始組塊514的內部電路以外。
該起始組塊514包含一多振動器515及一個二極體D514，該二極體的連接方向為從該多振動器515至一時間常數設定組塊512的反方向。該多振動器515調節該垂直同步信號Vsync的脈衝寬度，並且該垂直同步信號Vsync的脈衝開啟該二極體D514以將一節點P1處之電壓下拉至一接地。圖7所示之換流器會縮短該多振動器515產生之該垂直同步信號Vsync的脈衝寬度，並且將該節點P1處之電壓的接地值持續時間有效縮短至一預先決定時間。
現在，將參考圖8至圖11來詳細說明根據本發明另一項具體實施例之LCD及其換流器。
圖8顯示根據本發明另一項具體實施例之LCD的方塊圖。
請參閱圖8，根據本發明另一項具體實施例的LCD包括液晶面板總成10、一閘極驅動器20、一資料驅動器30、一電壓產生器60、一照射燈單元40、一換流器80及一信號控制器70。圖8所示之LCD方塊圖配置類似於圖3所示之圖式，除了會將一水平同步信號Hsync(而不是一垂直同步信號Vsync及一調光信號)輸入至該換流器80以外。
圖9顯示用於圖8所示之LCD的示範性換流器方塊圖；圖10顯示用於圖9所示之換流器示範性電路圖；以及圖11顯示用於圖10所示之換流器中使用之示範性信號的波形圖。
圖9所示之示範性換流器80包括依序連接至一照射燈單元40的一電壓增壓器83、一功率驅動器82及一換流器控制器81，並且其方塊圖配置類似於圖4所示之換流器圖式，除了會將一水平同步信號Hsync(而不是一垂直同步信號Vsync及一調光信號)輸入至該換流器控制器81以外。
請參閱圖10，該換流器控制器81包括一控制組塊811、一時間常數設定組塊812及一起始組塊813，而且還包括一對電阻器R2和R3(串聯連接在該控制組塊811與接地之間)及一電容器C1。該換流器控制器81的組態類似於圖7所示之換流器控制器51的組態，除了該時間常數設定組塊512以外。
如圖10所示，由於沒有施加調光信號而省略了一輸入電阻器，而且會將該時間常數設定組塊812的一電阻器R6連接至該控制組塊811，而不是連接至一輸入電阻器。該時間常數設定組塊812的一電容器係標示為C3，一多振動器係標示為815，以及該起始組塊814的一個二極體係標示為D814。
現在詳細說明該換流器80的運作。
該控制組塊811產生一鋸齒波或三角波之PWM載波信號PWMBAS2，而該時間常數設定組塊812決定該載波信號PWMBAS2的時間常數。圖11顯示鋸齒波。
該控制組塊811依據該載波信號PWMBAS2來脈衝寬度調變一參考信號Vref2(由設計人員決定該參考信號)。響應該振盪信號而觸發該功率驅動器82的電晶體Q1，並且產生一輸出信號Vtr。
詳言之，請參閱圖11，該起始組塊814的該多振動器815修正該水平同步信號Hsync，以便遞減該信號的作用中低位準持續時間，即，調節該水平同步信號Hsync。該已調節之水平同步信號Hsync的脈衝會開啟該二極體D814，以將橫跨該時間常數設定組塊812之該電容器C3的電壓放電，並且將一節點P2的電壓接地。以此方式，重置該時間常數設定組塊812所提供的時間常數，並且重新開始產生該載波信號PWMBAS2。
如圖11所示，每當產生該水平同步信號Hsync之脈衝時，該載波信號PWMBAS2就會重新開始。由於會以同步於依據該載波信號PWMBAS2所產生之振盪信號的方式來產生要施加至該照射燈單元40的一正弦曲線信號，所以照射燈電流會以同步於該水平同步信號Hsync的方式流入該照射燈單元40。
其中，該控制組塊811產生一具有on-time(工作時間)和off-time(閒置時間)的照射燈驅動信號LDS，以至於在該照射燈驅動信號LDS的on-time(工作時間)期間，信號Vtr為方波且照射燈電流為正弦波，而在該照射燈驅動信號LDS的off-time(閒置時間)期間，該信號Vtr為常數值而使得該照射燈電流消失。
現在，將參考圖12至圖14來詳細說明根據本發明另一項具體實施例之LCD及其換流器。
圖12顯示根據本發明另一項具體實施例之LCD的方塊圖。
請參閱圖12，根據本發明另一項具體實施例的LCD包括液晶面板總成10、一閘極驅動器20、一資料驅動器30、一電壓產生器60、一照射燈單元40、一換流器90及一信號控制器70。圖11所示之LCD方塊圖配置類似於圖3及圖8所示之圖式，除了會將一水平同步信號Hsync、一垂直同步信號Vsync及一調光信號Vdim輸入至該換流器90以外。
圖13顯示圖12所示之示範性換流器的電路圖；以及圖14顯示用於圖13所示之換流器中使用之示範性信號的波形圖。
圖13所示之一示範性換流器90包括依序連接至一照射燈單元40的一電壓增壓器93、一功率驅動器92及一換流器控制器91。
該增壓電路93及該功率驅動器92的組態類似於圖5、圖7及圖9所示之該增壓電路53、83及該功率驅動器52、82的組態。
請參閱圖13，該換流器控制器91包括一控制組塊911、一第一時間常數設定組塊912和一第二時間常數設定組塊917以及一第一起始組塊916和一第二起始組塊914，而且還包括一分壓器(其包括串聯連接在該控制組塊911與接地之間的一對電阻器R2和R3)、一電容器C1(其並聯連接至該分壓器R2和R3)及一輸入電阻器(其連接在該分壓器R2與R3之間)。
該第一時間常數設定組塊912及該第一起始組塊916的組態實質上分別相同於圖5所示之該時間常數設定組塊512及該起始組塊513的組態，而該第二時間常數設定組塊917及該第二起始組塊914的組態實質上分別相同於圖10所示之該時間常數設定組塊812及該起始組塊814的組態。該第二起始組塊914的一多振動器係標示為915，以及該第二起始組塊914的一個二極體係標示為D914。
據此，該換流器控制器91的組態實質上同等於圖5所示之換流器控制器51與圖10所示之換流器控制器81的組合，因此，該換流器控制器91的運作實質上同等於該換流器控制器51與該換流器控制器81的運作組合。
現在詳細說明該換流器90的運作。
該控制組塊911產生一鋸齒波或三角波之PWM載波信號PWMBAS1和PWMBAS2，而該第一時間常數設定組塊912及該第二時間常數設定組塊917決定該第一載波信號PWMBAS1及該第二載波信號PWMBAS2的時間常數。
該控制組塊911依據該載波信號PWMBAS1來脈衝寬度調變一第一參考信號Vref1(例如，來自一外部電路的該調光信號Vdim，或依據該調光信號Vdim所產生的一個別信號)，藉此產生一照射燈驅動信號LDS。此外，該控制組塊911還依據該載波信號PWMBAS2來脈衝寬度調變一第二參考信號Vref2(由設計人員決定該參考信號)。結果，在圖14所示之該照射燈驅動信號LDS的on-time(工作時間)期間，振盪信號為方波，而在該照射燈驅動信號LDS的off-time(閒置時間)期間振盪信號為一常數值。響應該振盪信號而觸發該功率驅動器92的電晶體Q1，並且產生一輸出信號Vtr。
請參閱圖13及圖14，該垂直同步信號Vsync的脈衝開啟該第一起始組塊916的一電晶體Q2，並且該第一時間常數設定組塊912起始該第一載波信號PWMBAS1及該照射燈驅動信號LDS，藉此重新開始該振盪信號及信號Vtr。此外，還會藉由該第二起始組塊914的該多振動器915來調節該水平同步信號Hsync。該已調節之水平同步信號Hsync的脈衝會開啟該二極體D914，而得以重置該第二時間常數設定組塊912所提供的時間常數，藉此重新開始產生該第二載波信號PWMBAS2，以便重新起始該振盪信號及信號Vtr。
據此，在接收到該垂直同步信號Vsync的脈衝後，根據本發明的該換流器90隨即起始該照射燈驅動信號，並且同步處於該振盪信號與該水平同步信號Hsync的脈衝。由於垂直同步信號Vsync的頻率極小於水平同步信號Hsync的頻率，所以當產生數百或數千個水平同步信號Hsync脈衝時，才會產生一個垂直同步信號Vsync脈衝，因此，信號Vsync與信號Hsync的脈衝之間不會發生干擾或衝突。
總言之，正弦曲線信號會以同步於該垂直同步信號Vsync之脈衝的方式開始，並且其振盪時序同步於該水平同步信號Hsync的頻率。
現在，將參考圖15至圖18來詳細說明根據本發明另一項具體實施例之LCD及其換流器。
圖15顯示根據本發明另一項具體實施例之LCD的方塊圖。
請參閱圖15，根據本發明另一項具體實施例的LCD包括液晶面板總成10、一閘極驅動器20、一資料驅動器30、一電壓產生器60、一照射燈單元40、一換流器100及一信號控制器70。圖15所示之LCD方塊圖配置類似於圖3所示之圖式，除了會將一垂直同步開始信號STV及一調光信號Vdim(而不是一垂直同步信號Vsync及一調光信號)輸入至該換流器100以外。
圖16顯示用於圖15所示之LCD的示範性換流器方塊圖；圖17顯示用於圖16所示之換流器示範性電路圖；以及圖18顯示用於圖17所示之換流器中使用之示範性信號的波形圖。
圖16所示之示範性換流器100包括依序連接至一照射燈單元40的一電壓增壓器103、一功率驅動器102及一換流器控制器101，並且其方塊圖配置類似於圖4所示之換流器圖式，除了會將一垂直同步開始信號STV及一調光信號Vdim(而不是一垂直同步信號Vsync及一調光信號)輸入至該換流器控制器101以外。
請參閱圖17，該換流器控制器101包括一對運算放大器OP1和OP2(當做比較器)、一對雙極性電晶體Q11和Q12(當做開關二件)、複數個電容器C11-C13及複數個電阻器R11-R20。
配備的該電晶體Q11、該運算放大器OP1及該電容器C11係用於產生一個三角波，配備的該電晶體Q12係用於重置產生該三角波以響應該垂直同步開始信號STV，而配備的該運算放大器OP2係用於比較該調光信號Vdim與該三角波以產生一PWM信號。
一供應電壓VCC為正電壓，而另一供應電壓VEE為負電壓。
該電晶體Q12包括：一基極，其經由該等電阻器R15和R16而連接至該垂直同步開始信號STV；一射極，其連接至接地；及一集極，其連接至該電阻器R13。該電晶體Q11包括：一基極，其經由該等電阻器R12和R13而連接至該電晶體Q12的射極；一射極，其連接至該供應電壓VCC；及一集極，其連接至該電容器C11。該電晶體Q11的基極及射極經由該電阻器R11互連連接。
該電容器C11的一端子係經由該電阻器R17連接至該供應電壓VEE，而另一端子係經由該電阻器R17連接至接地，並且產生一輸出電壓Vcap。
該運算放大器OP2的一非反相端子(+)係連接至該電容器C11的輸出電壓Vcap，並且一反相端子(-)接收該調光信號Vdim。
該運算放大器OP1的一非反相端子(+)係透過一RC濾波器(包含電阻器R18及電容器C13)連接至該電容器C11的輸出電壓Vcap，並且一反相端子(-)係連接至一分壓器，該分壓器包含一對電阻器R19和R20(連接在該供應電壓VCC與接地之間)及該電容器C12，且具有去除雜訊之作用。該運算放大器OP1的一輸出係經由電阻器R14和R12而輸入至電晶體的基極。
雖然該電晶體Q11是一pnp型雙極性電晶體，以及該電晶體Q12是一npn型雙極性電晶體，但是可改變電晶體Q11和Q12的類型。
現在詳細說明該換流器100的運作。
當按照起始條件來開啟該電晶體Q11時，會將該供應電壓VCC施加至欲急遽改變的電容器C11，以至於該輸出電壓Vcap急遽增加。該運算放大器OP1比較該電阻器R18所下降的電壓Vcap與該反相端子上的電壓(這是藉由分壓器R19和R20決定)，並且在電壓Vcap遞增到某值情況下產生一高值。該運算放大器OP1為高值時關閉該Q11，接著透過電阻器R17將該電容器C11的電壓放電至該負供應電壓VEE。如果該電容器C11的輸出電壓Vcap降低至某值，則該運算放大器OP1會輸出一低值而再次開啟該電晶體Q11。以此方式將該電容器C11重複充電及放電。
圖18所示之該電容器C11的輸出電壓Vcap為三角波，由於電容器的充電路徑不同於放電路徑，所以三角波的上升角度與下降角度互相不同。
這段期間，該垂直同步開始信號STV具有每圖框一個脈衝，如圖18所示。該垂直同步開始信號STV的脈衝會開啟該電晶體Q12，接著經由該等電阻器R13和R12將接地電壓供應至該電晶體Q11的基極。據此，開啟該電晶體Q11以將該供應電壓VCC提供給該電容器C11。結果，每當輸入該垂直同步開始信號STV的脈衝時，就會將該電容器C11充電且產生一三角波輸出電壓Vcap。
該運算放大器OP2比較該電容器C11的輸出電壓Vcap與該調光信號Vdim。當該調光信號Vdim小於該輸出電壓Vcap時，該運算放大器OP2輸出一高值，而當該調光信號Vdim大於該輸出電壓Vcap時，該運算放大器OP2輸出一低值。以此方式，利用該運算放大器OP2來獲得一具有依該調光信號Vdim而定之on/off(工作/閒置)負荷比例且同步於該垂直同步開始信號STV的照射燈驅動信號PWM。
如上文所述，根據本發明具體實施例之照射燈驅動信號同步於垂直同步信號或垂直同步開始信號，並且一供應至一照射燈單元的正弦曲線信號同步於水平同步信號。這些同步處理會減少跳動及水平條紋。
雖然前文中已詳細說明本發明較佳具體實施例，但是熟悉此項技術者應明白可對本文進行許多變更及/或修改，而不會脫離如隨附申請專利範圍定義的本發明精神及範疇。
3．．．液晶層
10．．．液晶面板總成
20．．．閘極驅動器
30．．．資料驅動器
40．．．照射燈單元
50,80,90,100．．．換流器
60．．．電壓產生器
70．．．信號控制器
51,81,91,101．．．換流器控制器
52,82,92,102．．．功率驅動器
53,83,93,103．．．電壓增壓器
190．．．像素電極
230．．．彩色濾光板
270．．．共同電極
511,811,911．．．控制組塊
512,812,912,917．．．時間常數設定組塊
513,514,814,914,916．．．起始組塊
700．．．LC模組
710．．．顯示單元
712．．．LC面板總成
712a,712b．．．面板
716,718．．．FPC膜
714,719．．．PCB
720．．．背光單元
722a,722b．．．照射燈蓋
723,725．．．照射燈
724．．．導光板
726．．．光學板
728．．．反射板
730．．．模框
740．．．底座
810,820．．．機殼
藉由詳讀下文中參考附圖所說明的較佳具體實施例，將可明白本發明的前述及其他優點，其中：
圖1顯示根據本發明一項具體實施例之LCD的分解透視圖；
圖2顯示根據本發明一項具體實施例之LCD像素的同等電路圖；
圖3顯示根據本發明一項具體實施例之LCD的方塊圖；
圖4顯示用於圖3所示之LCD的示範性換流器方塊圖；
圖5顯示用於圖4所示之換流器示範性電路圖；
圖6顯示用於圖5所示之換流器中使用之示範性信號的波形圖；
圖7顯示用於圖4所示之換流器之另一示範性電路圖；
圖8顯示根據本發明另一項具體實施例之LCD的方塊圖；
圖9顯示用於圖8所示之LCD的示範性換流器方塊圖；
圖10顯示用於圖9所示之換流器示範性電路圖；
圖11顯示用於圖10所示之換流器中使用之示範性信號的波形圖；
圖12顯示根據本發明另一項具體實施例之LCD的方塊圖；
圖13顯示圖12所示之示範性換流器的電路圖；
圖14顯示用於圖13所示之換流器中使用之示範性信號的波形圖；
圖15顯示根據本發明另一項具體實施例之LCD的方塊圖；
圖16顯示用於圖15所示之LCD的示範性換流器方塊圖；
圖17顯示用於圖16所示之換流器示範性電路圖；以及
圖18顯示用於圖17所示之換流器中使用之示範性信號的波形圖。
(無元件符號說明)

Claims (6)

  1. 一種液晶顯示器之換流器，該換流器包括：一個三角波產生器，用於使用充電和放電來產生一個三角波；一重置組塊，用於重置該三角波產生器所產生的該三角波之產生以響應一垂直同步開始信號之脈衝；以及一比較器，用於比較一調光信號與該三角波產生器所產生的該三角波，並且產生一具有工作/閒置負荷比例的脈衝寬度調變型信號，其中該三角波產生器包括：一電容器，其連接至一負電壓而形成放電路徑，並且將一輸出電壓提供給該比較器；一第一電晶體，用於選擇性將一正電壓提供給該電容器；以及一第一運算放大器，用於當該電容器的輸出電壓等於或大於一預先決定值時關閉該第一電晶體，以及當該電容器的輸出電壓小於該預先決定值時開啟該第一電晶體。
  2. 如申請專利範圍第1項之換流器，其中該重置組塊包含一已開啟之第二電晶體，用於開啟該第一電晶體以響應該垂直同步開始信號之脈衝。
  3. 如申請專利範圍第2項之換流器，其中該第一電晶體包含一pnp型雙極性電晶體，以及該第二電晶體包含一 npn型雙極性電晶體。
  4. 如申請專利範圍第1項之換流器，其中該比較器包含一第二運算放大器，用於比較該調光信號與該電容器之該輸出電壓，並且當該調光信號小於該電容器之該輸出電壓時輸出一高值，以及當該調光信號大於該電容器之該輸出電壓時輸出一低值。
  5. 如申請專利範圍第1項之換流器，其中該液晶顯示器包括一信號控制器，該信號控制器係用於提供該垂直同步開始信號，並且從該信號控制器或一外部裝置來提供該調光信號。
  6. 如申請專利範圍第1項之換流器，進一步包括：一功率驅動器，用於選擇性傳輸一直流電壓以響應一來自該比較器的信號；以及一電壓增壓器，用於驅動一照射燈以響應一來自該功率驅動器的信號。
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