TWI406235B - 液晶顯示器及其開關電壓控制電路 - Google Patents

Description

液晶顯示器及其開關電壓控制電路

本發明是有關於一種液晶顯示器，且特別是有關於一種液晶顯示器的開關電壓控制電路。

隨著光電產業的蓬勃發展，液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)已廣泛地應用在各種電器產品中。值得一提的是，隨著顯示面板的尺寸變大，液晶顯示器難以提供相同的開關電壓給各畫素單元，因此會造成顯示面板具有區塊色差，以下配合圖式作更進一步地說明。

圖1A是習知的一種液晶顯示器的示意圖。圖1B是習知的顯示面板的畫素單元的示意圖。請合併參照圖1A與圖1B，假設液晶顯示器10為在液晶未驅動時為全亮畫面(Normally White)的液晶顯示器。液晶顯示器10由顯示面板40、多個源極驅動器20與多個閘極驅動器(以31、32、33表示之)所構成。源極驅動器20透過源極驅動線101耦接各畫素單元41。另一方面，閘極驅動器31~33則透過閘極驅動線111耦接各畫素單元41。畫素單元41則由電晶體121、儲存電容122與畫素電容123所構成。

圖2是習知的一種源極驅動電流Id與開關電壓Vg的關係曲線圖。請合併參照圖1A、圖1B與圖2，閘極驅動器31~33接收定電壓VGL，並據以產生開關電壓Vg藉以控制各畫素單元41。值得注意的是，由於顯示面板40上 的傳輸線131具有線阻抗，因此閘極驅動器31所接收到的定電壓VGL會略大於閘極驅動器32所接收到的定電壓VGL。此外，閘極驅動器32所接收到的定電壓VGL亦會略大於閘極驅動器33所接收到的定電壓VGL。

上述情形會導致閘極驅動器33提供給畫素單元41的開關電壓Vg略小於閘極驅動器32提供給畫素單元41的開關電壓Vg，且閘極驅動器32提供給畫素單元41的開關電壓Vg亦會略小於閘極驅動器31提供給畫素單元41的開關電壓Vg。由於顯示面板40各區塊所接收到的開關電壓Vg並不相同，因此會導致顯示面板40具有區塊色差。更詳細地說，當液晶顯示器10欲顯示同一色階的畫面時，顯示面板40的閘極驅動器33的畫素單元41會略亮於閘極驅動器32的畫素單元41，且顯示面板40的閘極驅動器32的畫素單元41會略亮於閘極驅動器31的畫素單元41。例如，圖3為顯示面板具有區塊色差的示意圖。

圖4是習知的另一種液晶顯示器的示意圖。為了改善顯示面板的區塊色差問題，習知提出了一種改善方法，即在定電壓VGL與閘極驅動器31之間加入一個限流電阻141。其作法的好處在於加上限流電阻141後，傳輸線131的等效電阻會變大，在定電壓VGL不變情況下，傳輸線131所流經的電流會變小，因此閘極驅動器31、32與33所接收到的定電壓VGL的壓差會變小。如此一來，閘極驅動器31、32與33所產生的開關電壓Vg的差異亦會減小。故可消除顯示面板40的區塊色差。

但是當顯示面板40的條件不同時，則必須使用不同阻值的限流電阻141，才能防止顯示面板40的區塊色差問題。也就是說，對於不同形式的顯示面板，各面板廠商必須以試誤方式(Trial and Error)來找出各顯示面板的限流電阻，相當不方便。

本發明提供一種開關電壓控制電路，藉以減少顯示面板的區塊色差。

本發明提供一種液晶顯示器，其藉由將上述本發明所提出的開關電壓控制電路直接植在其中，藉以達成減少顯示面板的區塊色差。

本發明提出一種開關電壓控制電路，適用於液晶顯示器。液晶顯示器包括顯示面板與多個閘極驅動器。顯示面板包括多個畫素單元。開關電壓控制電路包括電流控制開關、傳輸線與回授電路。電流控制開關具有第一端與第二端，其第一端耦接定電壓。傳輸線具有第一端與第二端，其第一端耦接電流控制開關的第二端。傳輸線串接上述閘極驅動器。上述閘極驅動器依據傳輸線所提供的電壓產生開關電壓，並據以控制畫素單元。回授電路耦接傳輸線與電流控制開關。回授電路依據傳輸線的第一端與第二端之間的電壓差，調整通過電流控制開關的電流量。

在本發明的一實施例中，電流控制開關為電晶體，且此電晶體操作於主動區。

在本發明的一實施例中，回授電路包括第一放大器、第一分壓電阻、第二分壓電阻與第二放大器。第一放大器的第一輸入端與第二輸入端分別耦接傳輸線的第一端與第二端。第一分壓電阻的第一端耦接第一放大器的輸出端。第二分壓電阻的第一端與第二端分別耦接第一分壓電阻的第二端與第一電壓。第二放大器的第一輸入端與第二輸入端分別耦接第一分壓電阻的第二端與第二電壓。第二放大器的輸出端輸出控制電壓，藉以調整通過電流控制開關的電流量。在另一實施例中，第一電壓為接地電壓，且第二電壓大於第一電壓。

從另一觀點來看，本發明提供一種具有上述本發明所提出的開關電壓控制電路的液晶顯示器，且能減少顯示面板的區塊色差。

本發明因採用回授電路監控傳輸線兩端的電壓差，並據以控制流經傳輸線的電流，因此可使傳輸線提供相近的電壓給各驅動電路，故可減小顯示面板的區塊色差。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉幾個實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

第一實施例

圖5A是依照本發明的第一實施例的一種液晶顯示器及其開關電壓控制電路的示意圖。請合併參照圖5A與圖1B，液晶顯示器11包括顯示面板40、多個閘極驅動器(本 實施例以31、32、33表示之)、多個源極驅動器20與開關電壓控制電路50。開關電壓控制電路50包括了電流控制開關60、傳輸線70與回授電路80。顯示面板40包括多個畫素單元41。源極驅動器20與閘極驅動器31~33可配置於顯示面板40的非顯示區。源極驅動器20透過源極驅動線101耦接各畫素單元41。另一方面，閘極驅動器31~33則透過閘極驅動線111耦接各畫素單元41。源極驅動器20與閘極驅動器31~33可用以控制畫素單元41。畫素單元41包括了電晶體121、儲存電容122與畫素電容123。

承接上述，電流控制開關60的第一端與第二端分別耦接定電壓VGL與傳輸線70的第一端。電流控制開關60可依據回授電路80所提供的控制電壓Vc，藉以控制流經電流控制開關60的電流Ib。傳輸線70依序串接閘極驅動器31、32、33。由於傳輸線70具有線阻抗，因此各閘極驅動器會隨著與定電壓VGL之間的傳輸路徑愈長，其所接收到的電壓則會愈低。更詳細地說，由於閘極驅動器33與定電壓VGL之間的傳輸路徑，大於閘極驅動器32與定電壓VGL之間的傳輸路徑，大於閘極驅動器31與定電壓VGL之間的傳輸路徑。因此閘極驅動器33從傳輸線70所接收到的電壓，小於閘極驅動器32從傳輸線70所接收到的電壓，小於閘極驅動器30從傳輸線70所接收到的電壓。

由於閘極驅動器31~33會依據從傳輸線70所接收到的電壓產生開關電壓Vg，藉以控制畫素單元41。因此若各閘極驅動器從傳輸線70所接收到的電壓具有相當程度 的差異時，會導致顯示面板40產生區塊色差。基於歐姆定律，若電流Ib愈小，傳輸線70的線阻抗則愈不容易影響到各閘極驅動器所接收到的電壓，換言之各閘極驅動器從傳輸線70所接收到的電壓而會愈相近。(註：本說明書所述的開關電壓泛指開電壓或關電壓)

有鑑於此，本實施例利用回授電路80來控制電流Ib。回授電路80的第一輸入端與第二輸入端分別耦接傳輸線70的第一端與第二端。換言之，回授電路80可依據傳輸線70的第一端與第二端之間的電壓差，產生控制電壓Vc給電流控制開關60，藉以調整電流Ib的大小。更詳細地說，當傳輸線70的第一端與第二端之間的電壓差超出預設值時，回授電路80則可將電流Ib調小，藉以防止顯示面板40的區塊色差問題。以下提供一種回授電路80與電流控制開關60的實施方式供熟習本領域技術者參詳。

圖5B是依照本發明的第一實施例的一種回授電路與電流控制開關的電路圖。請參照圖5B，本實施例中，電流控制開關60以電晶體221為例進行說明，電晶體221操作於主動區。隨著電晶體221的閘極端所接收到的控制電壓Vc不同，流經電晶體221的電流Ib亦會隨之改變。更詳細地說，在本實施例中，當控制電壓Vc變大時，電流Ib則會隨之變大；反之，當控制電壓Vc變小時，電流Ib則會隨之變小。

另一方面，回授電路80包括放大器201、202與分壓電阻211、212。放大器201的第一輸入端與第二輸入端分 別耦接傳輸線70的第一端與第二端，放大器201可依據傳輸線70的第一端與第二端之間的壓差產生電壓Vx1。更詳細地說，假設傳輸線70的第一端與第二端的電壓分別為電壓Vop1與電壓Vop2，則電壓Vx1=Vop1-Vop2。由於電壓Vop1大於電壓Vop2，因此電壓Vx1會大於接地電壓GND。

分壓電阻211的第一端耦接放大器201的輸出端。分壓電阻212的第一端與第二端分別耦接分壓電阻211的第二端與接地電壓GND。分壓電阻211、212透過分壓定理，可依據電壓Vx1產生電壓Vx2，其中電壓Vx1大於電壓Vx2。放大器202的第一輸入端與第二輸入端分別耦接分壓電阻211的第二端與電壓Vr，並據以產生控制電壓Vc，其中控制電壓Vc=電壓Vr-電壓Vx2。控制電壓Vc可用以調整通過電流控制開關60的電流量。熟習本領域技術者可依其需求自行定義電壓Vr，在本實施例中電壓Vr必須大於接地電壓GND，才可使控制電壓Vc穩定。

承接上述，本實施例中，利用分壓電阻211、212產生電壓Vx2的好處在於，可便於彈性調整電壓Vx2。由於端點P1與端點P3之間的線阻抗近似端點P2與端點P3之間的線阻抗。換言之，端點P1與端點P3之間的壓差亦會近似於端點P2與端點P3之間的壓差。為了精確估測端點P1與端點P3之間的壓差，因此可選用具有相同阻值的分壓電阻211與212，如此一來電壓Vx2即代表著端點P1與端點P3之間的壓差。

熟習本領域技術者應當知道，上述圖5B僅是回授電路80與電流控制開關60的一種選擇實施例，本發明並不以此為限。在其他實施例中，熟習本領域技術者亦可依其需求，更改上述的實施方式，例如可選用不同阻值的分壓電阻211、212，實施本實施例。

請再參照圖5B，綜合上述，當電流Ib過大，端點P1與端點P3之間的壓差則會變大，因此會導致顯示面板40產生區塊色差問題。在此同時，電壓Vop1-電壓Vop2所得到的電壓Vx1亦會變大，電壓Vx2也會變大，使得電壓Vr-電壓Vx2所得到的控制電壓Vg變小。由於電流Ib的大小與控制電壓Vg有關，因此當控制電壓Vg變小，電流Ib亦會變小，進而使得端點P1與端點P3之間的壓差變小，達到端點P1與端點P3之間的壓差穩定於電壓Vr的效果。

再由另一角度來看，當電流Ib過小，端點P1與端點P3之間的壓差則會變小。在此同時，電壓Vop1-電壓Vop2所得到的電壓Vx1亦會變小，電壓Vx2也會變小，使得電壓Vr-電壓Vx2所得到的控制電壓Vg變大。由於電流Ib的大小與控制電壓Vg有關，因此當控制電壓Vg變大，電流Ib亦會變大，進而使得端點P1與端點P3之間的壓差變大，達到端點P1與端點P3之間的壓差穩定於電壓Vr的效果。如此一來可改善顯示面板40的區塊色差問題。

與習知相較之下，本實施例可有效防止因使用定值的限流電阻，所造成顯示面板具有不同程度的區塊色差現 象。另外，本實施例的回授電路架構可應用於不同尺寸面板上，而不需要以試誤方式針對不同面板放置不同阻值的限流電阻。

值得一提的是，雖然上述實施例中已經對液晶顯示器及其開關電壓控制電路描繪出了一個可能的型態，但所屬技術領域中具有通常知識者應當知道，各廠商對於液晶顯示器及其開關電壓控制電路的設計都不一樣，因此本發明的應用當不限制於此種可能的型態。換言之，只要是利用回授電路監控各閘極驅動器之間的壓差，並據以控制流經各閘極驅動器的電流，藉以減小顯示面的區塊色差，就已經是符合了本發明的精神所在。以下再舉幾個實施方式以便本領域具有通常知識者能夠更進一步的了解本發明的精神，並實施本發明。

第二實施例

熟習本領域技術者可依其需求變更第一實施例中傳輸線70的走線。例如圖6是依照本發明的第二實施例的一種液晶顯示器及其開關電壓控制電路的示意圖。請合併參照圖5B與圖6，圖6與圖5B相類似，圖6中標號與圖5B相同的元件可參照上述的實施方式，在此不再贅述。值得注意的是，圖6中的傳輸線70走線設計成經過源極驅動器20。如此一來不但可使傳輸線70的配置方式更加地容易，亦可達成與第一實施例相類似的功效。又例如，圖7是依照本發明的第二實施例的另一種液晶顯示器及其開關電壓控制電路的示意圖。熟習本領域技術者僅要藉由調整分壓 電阻211與212的阻值比例，圖7亦可達成與圖6相類似的功效。

綜上所述，本發明採用回授電路監控傳輸線兩端的電壓差，並據以控制流經傳輸線的電流，因此可使傳輸線提供相近的電壓給各驅動電路，故可減小顯示面板的區塊色差。與習知相較之下，本發明的實施例可有效防止因使用定值的限流電阻，所造成顯示面板具有不同程度的區塊色差現象。另外，本發明的實施例的回授電路架構可應用於不同尺寸面板上，而不需要以試誤方式針對不同面板放置不同阻值的限流電阻。

雖然本發明已以幾個實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10、11‧‧‧液晶顯示器

20‧‧‧源極驅動器

31、32、33‧‧‧閘極驅動器

40‧‧‧顯示面板

41‧‧‧畫素單元

50‧‧‧開關電壓控制電路

60‧‧‧電流控制開關

70、131‧‧‧傳輸線

80‧‧‧回授電路

101‧‧‧源極驅動線

111‧‧‧閘極驅動線

121、221‧‧‧電晶體

122‧‧‧儲存電容

123‧‧‧畫素電容

141‧‧‧限流電阻

201、202‧‧‧放大器

211、212‧‧‧分壓電阻

Ib‧‧‧電流

Id‧‧‧源極驅動電流

Vop1、Vop2、Vx1、Vx2、Vr‧‧‧電壓

Vg‧‧‧開關電壓

VGL‧‧‧定電壓

Vc‧‧‧控制電壓

GND‧‧‧接地電壓

P1、P2、P3‧‧‧端點

圖1A是習知的一種液晶顯示器的示意圖。

圖1B是習知的顯示面板的畫素單元的示意圖。

圖2是習知的一種源極驅動電流Id與開關電壓Vg的關係曲線圖。

圖3為顯示面板具有區塊色差的示意圖。

圖4是習知的另一種液晶顯示器的示意圖。

圖5A是依照本發明的第一實施例的一種液晶顯示器 及其開關電壓控制電路的示意圖。

圖5B是依照本發明的第一實施例的一種回授電路與電流控制開關的電路圖。

圖6是依照本發明的第二實施例的一種液晶顯示器及其開關電壓控制電路的示意圖。

圖7是依照本發明的第二實施例的另一種液晶顯示器及其開關電壓控制電路的示意圖。

11‧‧‧液晶顯示器

20‧‧‧源極驅動器

31、32、33‧‧‧閘極驅動器

40‧‧‧顯示面板

50‧‧‧開關電壓控制電路

60‧‧‧電流控制開關

70‧‧‧傳輸線

80‧‧‧回授電路

Ib‧‧‧電流

VGL‧‧‧定電壓

Vc‧‧‧控制電壓

Claims (6)

1. 一種開關電壓控制電路，適用於一液晶顯示器，該液晶顯示器包括一顯示面板與多個閘極驅動器，該顯示面板包括多個畫素單元，該開關電壓控制電路，包括：一電流控制開關，具有第一端與第二端，其第一端耦接一定電壓；一傳輸線，具有第一端及第二端，其第一端耦接該電流控制開關的第二端，該傳輸線串接該些閘極驅動器，其中該些閘極驅動器依據該傳輸線所提供的電壓產生一開關電壓，並據以控制該些畫素單元；以及一回授電路，耦接該傳輸線與該電流控制開關，該回授電路依據該傳輸線的第一端與第二端之間的電壓差，調整通過該電流控制開關的電流量，其中該回授電路包括：一第一放大器，其第一輸入端與第二輸入端分別耦接該傳輸線的第一端與第二端；一第一分壓電阻，其第一端耦接該第一放大器的輸出端；一第二分壓電阻，其第一端與第二端分別耦接該第一分壓電阻的第二端與一第一電壓；以及一第二放大器，其第一輸入端與第二輸入端分別耦接該第一分壓電阻的第二端與一第二電壓，該第二放大器的輸出端輸出一控制電壓，藉以調整通過該電流控制開關的電流量。
2. 如申請專利範圍第1項所述的開關電壓控制電路， 其中該電流控制開關為一電晶體，該電晶體操作於主動區。
3. 如申請專利範圍第1項所述的開關電壓控制電路，其中該第一電壓為接地電壓，該第二電壓大於該第一電壓。
4. 一種液晶顯示器，包括：一顯示面板，包括多個畫素單元；多個閘極驅動器，耦接該些畫素單元；一電流控制開關，具有第一端與第二端，其第一端耦接一定電壓；一傳輸線，其第一端耦接該電流控制開關的第二端，該傳輸線串接該些閘極驅動器，其中該些閘極驅動器依據該傳輸線所提供的電壓產生一開關電壓，並據以控制該些畫素單元；以及一回授電路，耦接該傳輸線與該電流控制開關，該回授電路依據該傳輸線的第一端與第二端之間的電壓差，調整通過該電流控制開關的電流量，其中該回授電路包括：一第一放大器，其第一輸入端與第二輸入端分別耦接該傳輸線的第一端與第二端；一第一分壓電阻，其第一端耦接該第一放大器的輸出端；一第二分壓電阻，其第一端與第二端分別耦接該第一分壓電阻的第二端與一第一電壓；以及一第二放大器，其第一輸入端與第二輸入端分別耦接該第一分壓電阻的第二端與一第二電壓，該第二放大器的輸出端輸出一控制電壓，藉以調整通過該電流控制 開關的電流量。
5. 如申請專利範圍第4項所述的液晶顯示器，其中該電流控制開關為一電晶體，該電晶體操作於主動區。
6. 如申請專利範圍第4項所述的液晶顯示器，其中該第一電壓為接地電壓，該第二電壓大於該第一電壓。