CN102201207B - 消除液晶显示器的源极驱动装置的偏置电压的方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种用于液晶显示装置消除源极驱动装置的偏置电压的方法，该源极驱动装置包含至少一个断路器。该方法包含有测量该液晶显示装置的面板相对于该源极驱动装置的等效负载电阻及等效负载电容；根据该等效负载电阻及该等效负载电容，计算该至少一个断路器的最低有效频率；以及根据该最低有效频率，调整该至少一个断路器的至少一个开关频率，以通过该面板对该源极驱动装置所输出的信号执行低通滤波，进而消除该偏置电压。

Description

消除液晶显示器的源极驱动装置的偏置电压的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种用于液晶显示装置中消除源极驱动装置的偏置电压的方法及装置，尤其涉及一种通过液晶显示装置的面板，对偏置电压执行低通滤波的方法及装置。

背景技术

液晶显示装置(Liquid Crystal Display，LCD)具有外型轻薄、耗电量少以及无辐射污染等特性，已逐渐取代传统的阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)显示器，而被广泛地应用在笔记本计算机、个人数码助理(PersonalDigital Assistant，PDA)、平面电视或移动电话等信息产品上。液晶显示装置的工作原理是利用液晶分子在不同排列状态下，对光线具有不同的偏振或折射效果，因此可经由不同排列状态的液晶分子来控制光线的穿透量，进一步产生不同强度的输出光线，及不同灰阶强度的红、绿、蓝光。

为了控制液晶显示装置中每个像素对应的液晶分子的排列，液晶显示装置通常包含源极驱动装置，用来在像素上施加控制电压，以控制该像素的光线穿透量及灰阶强度。请参考图1，图1为公知的源极驱动装置10的示意图。源极驱动装置10用来驱动液晶显示装置的面板100上一行(column)的像素，例如图1中的像素P1、P2、…、PN。源极驱动装置10包含有接收端102、第一断路器(chopper)104、增益运算放大器106、第二断路器108、输出运算放大器110及低通滤波器112。接收端102用来根据欲显示的影像内容，接收色彩信号clr。第一断路器104用来根据外部控制电路产生的第一开关信号SW1，控制是否将色彩信号clr输出至增益运算放大器106。增益运算放大器106用来放大第一断路器104所输出的clr色彩信号，以产生放大增益信号CLR。相似地，第二断路器108用来根据第二开关信号SW2，控制是否将放大增益信号CLR输出至输出运算放大器110。输出运算放大器110用来根据放大增益信号CLR，输出源极驱动信号V_S。最后，低通滤波器112对源极驱动信号V_S执行低通滤波，以消除源极驱动信号V_S因组件不匹配而产生的偏置电压。

简单来说，源极驱动装置10通过增益运算放大器106将色彩信号clr放大至正确的驱动电压水平，并通过输出运算放大器110提供缓冲及较佳的输出阻抗，以根据扫描信号scan_1、scan_2、…、scan_N，依序正确地驱动像素P1、P2、…、PN。然而，为了消除源极驱动信号V_S的偏置电压，须使用大范围的电路面积实现低通滤波器112，明显地，不符合经济效益。

因此，如何以更经济的方法，消除源极驱动信号的偏置电压已成为工业界的努力目标。

发明内容

因此，本发明的主要目的即在于提供一种用来消除液晶显示装置的源极驱动装置的偏置电压的方法及装置。

本发明公开一种用于液晶显示装置消除源极驱动装置的偏置电压的方法，该源极驱动装置包含至少一个断路器。该方法包含有测量该液晶显示装置的面板相对于该源极驱动装置的等效负载电阻及等效负载电容；根据该等效负载电阻及该等效负载电容，计算该至少一个断路器的最低有效频率；以及根据该最低有效频率，调整该至少一个断路器的至少一个开关频率，以通过该面板对该源极驱动装置所输出的信号执行低通滤波，进而消除该偏置电压。

本发明还公开一种源极驱动装置，用于液晶显示装置中输出源极驱动信号至面板。该源极驱动装置包含有接收端，用来接收色彩信号；输出端，耦接于该面板，用来输出该源极驱动信号；第一断路器，用来根据第一开关信号，控制输出该接收端所接收的该色彩信号；增益电路，用来放大该第一断路器所输出的该色彩信号，以产生放大增益信号；第二断路器，用来根据第二开关信号，控制输出该增益电路所产生的该放大增益信号；以及输出电路，用来根据该放大增益信号，输出该源极驱动信号至该面板。

在此配合下列图示、实施例的详细说明及权利要求书，将上述及本发明的其它目的与优点详述于后。

附图说明

图1为公知的源极驱动装置的示意图。

图2为本发明实施例的流程的示意图。

图3A及图3B为当源极驱动装置连接至面板上一像素时，面板相对于源极驱动装置的等效电路的示意图。

图4为本发明实施例的源极驱动装置的示意图。

图5为图4的源极驱动装置的内部信号的时变示意图。

其中，附图标记说明如下：

clr              色彩信号            CLR   放大增益信号

CLD_E            等效负载电容        RLD_E 负载等效电阻

P1、P2、PN、PM   像素                PIX   跨压

LPF1             低通滤波器          scan_1、scan_2、scan_N、scan_M扫

                                           描信号

SW1              第一开关信号        SW2   第二开关信号

T1、T2、T3       时段                TH    门限值

V_S              源极驱动信号        VOS   偏移电压

V1、V2           电压水平

10、40          源极驱动装置        100、400面板

102、402接收端           104、404    第一断路器

106     增益运算放大器   108、408    第二断路器

110     输出运算放大器   112         低通滤波器

20      流程             200、202、204、206、208步骤

300     面板绕线负载     302         像素负载

406     增益电路         410         输出电路

具体实施方式

请参考图2，图2为本发明实施例的流程20的示意图。流程20用来在液晶显示装置(Liquid Crystal Display，LCD)中，消除源极驱动装置所输出的源极驱动信号的偏置电压。其中，源极驱动装置包含至少一个断路器(chopper)。流程20包含有下列步骤：

步骤200：开始。

步骤202：测量液晶显示装置的面板相对于源极驱动装置的等效负载电阻及等效负载电容。

步骤204：根据等效负载电阻及等效负载电容，计算断路器的最低有效频率。

步骤206：根据最低有效频率，调整至少一个断路器的至少一个开关频率，以通过面板对源极驱动装置所输出的源极驱动信号执行低通滤波，进而消除偏置电压。

步骤208：结束。

由于液晶显示装置的面板的等效电路可视为低通滤波器，流程20测量面板的等效负载电阻及等效负载电容，以计算此低通滤波器的截止(cut-off)频率，也就是上述的最低有效频率。如此一来，便可根据最低有效频率，调整断路器的开关频率，进而通过面板消除源极驱动信号的偏置电压。

具体来说，请参考图3A，图3A为当源极驱动装置连接至面板上一像素时，面板相对于源极驱动装置的等效电路示意图。根据电路学原理，在图3A中，面板绕线(routing line)负载300及像素负载302可合并为负载等效电阻R_{LD_E}及等效负载电容C_{LD_E}，如图3B所示。因此，图3B的低通滤波器的截止频率，也就是最低有效频率f_LV可表示为f_LV＝1/(2×R_{LD_E}×C_{LD_E})。

也就是说，通过断路器的开关操作，源极驱动装置可使偏置电压的振荡频率追随(follow)断路器的开关频率。如此一来，当开关频率大于最低有效频率时，面板(低通滤波器)即可通过对源极驱动信号执行低通滤波，消除振荡频率高于截止频率的偏置电压。换句话说，断路器的开关频率须大于或等于最低有效频率。

关于流程20的实现方式，请参考图4，图4为本发明实施例的源极驱动装置40的示意图。源极驱动装置40用于液晶显示装置中输出源极驱动信号V_S至面板400，用来根据扫描信号scan_1、scan_2、…、scan_M，依序驱动面板400上一行(column)的像素P1、P2、…、PM。源极驱动装置40包含有接收端402、第一断路器404、增益电路406、第二断路器408及输出电路410。接收端402用来根据欲显示的影像内容，接收色彩信号clr。第一断路器404用来根据外部控制电路产生的第一开关信号SW1，控制是否将色彩信号clr输出至增益电路406。接着，增益电路406放大第一断路器404所输出的clr色彩信号，以产生放大增益信号CLR。相似地，第二断路器408用来根据第二开关信号SW2，控制是否将放大增益信号CLR输出至输出电路410。最后，输出电路410用来根据放大增益信号CLR，输出源极驱动信号V_S至面板400。

简单来说，与公知的源极驱动装置10相比，源极驱动装置40通过调变第一断路器404及第二断路器408的开关频率，使得面板400具有消除源极驱动信号V_S的偏置电压的功能(低通滤波)，进而省略源极驱动装置10中的低通滤波器112。如此一来，源极驱动装置40的实际电路面积可大幅地缩减，进而达到降低制造成本的目的。

详细来说，请参考图5，图5为源极驱动装置40的内部信号的时变示意图。在图5中，时段T1、T2、T3…分别表示源极驱动信号V_S用来驱动像素P1、P2、P3…的时期。受组件不匹配等非理想因素的影响，源极驱动电压V_S中存在偏移电压VOS，造成源极驱动电压V_S在理想电压水平V1、V2附近振荡。然而，当源极驱动装置40连接至面板400上的任一像素时，对源极驱动装置40而言，面板400的负载效应可视为低通滤波器LPF1，如图4所示。如此一来，在经过面板400执行低通滤波后，源极驱动电压V_S中的偏移电压VOS成分被移除，使得像素两端的跨压PIX可趋近于理想的电压水平V1、V2，如图5所示。

源极驱动装置40相关细节的说明，例如断路器404、408的开关频率的限制，可参考前述对流程20的说明，在此不赘述。另外，较佳地，第一断路器404及第二断路器408根据源极驱动信号V_S的水平，决定是否启动开关操作。也就是说，第一断路器404及第二断路器408仅在源极驱动信号V_S的绝对值大于门限值TH时，执行开关操作，如图5所示。当然，本领域具有公知常识者可根据实际需求，实施不同的控制方式，例如完全不中断第一断路器404及第二断路器408的开关操作。

在公知技术中，源极驱动装置10通过低通滤波器112，消除源极驱动信号V_S的偏置电压。因此，须使用大量电路布局面积实现低通滤波器112。相较之下，本发明调整断路器404、408的开关频率，使得偏移电压VOS的振荡频率能够追随开关频率。如此一来，仅须将断路器404、408的开关频率控制在面板400(低通滤波器)的截止频率(最低有效频率)之上，就可以消除偏移电压VOS对源极驱动信号V_S的影响，进而通过省略低通滤波器112而降低源极驱动装置的制造成本。

综上所述，本发明将液晶显示装置的面板视为低通滤波器，搭配对应的频率控制操作，可用来取代源极驱动装置中的低通滤波器，进而降低源极驱动装置的制造成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种用于液晶显示装置消除源极驱动装置的偏置电压的方法，该源极驱动装置包含至少一个断路器，其特征在于，该方法包含有：

测量该液晶显示装置的面板相对于该源极驱动装置的等效负载电阻及等效负载电容；

根据该等效负载电阻及该等效负载电容，计算该至少一个断路器的最低有效频率；以及

根据该最低有效频率，调整该至少一个断路器的至少一个开关频率，以通过该面板对该源极驱动装置所输出的信号执行低通滤波，进而消除该偏置电压；

其中根据该最低有效频率，调整该至少一个断路器的该至少一个开关频率的步骤是调整该至少一个开关频率，使得该至少一个开关频率大于或等于该最低有效频率。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该最低有效频率f_LV＝1/(2×R_{LD_E}×C_{LD_E})，其中f_LV表示该最低有效频率，R_{LD_E}表示该等效负载电阻，以及C_{LD_E}表示该等效负载电容。

3.一种源极驱动装置，用于液晶显示装置中输出源极驱动信号至面板，其特征在于，该源极驱动装置包含有：

接收端，用来接收色彩信号；

输出端，耦接于该面板，用来输出该源极驱动信号；

第一断路器，用来根据第一开关信号，控制输出该接收端所接收的该色彩信号；

增益电路，用来放大该第一断路器所输出的该色彩信号，以产生放大增益信号；

第二断路器，用来根据第二开关信号，控制输出该增益电路所产生的该放大增益信号；以及

输出电路，用来根据该放大增益信号，输出该源极驱动信号至该面板；

其中该第一开关信号及该第二开关信号的开关频率大于或等于最低行效频率，该最低有效频率是f_LV＝1/(2×R_{LD_E}×C_{LD_E})，其中f_LV表示该最低有效频率，R_{LD_E}表示该液晶显示装置的等效负载电阻，以及C_{LD_E}表示该液晶显示装置的等效负载电容。

4.如权利要求3所述的源极驱动装置，其特征在于，该第一断路器及该第二断路器还耦接于该源极驱动信号，用来在该源极驱动信号的绝对值大于一门限值时，执行开关操作。

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