CN101676782A - Tft-lcd驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种TFT－LCD驱动电路，包括接口连接器，直流/直流转换器，液晶面板，数据驱动芯片和扫描驱动芯片，所述接口连接器与直流/直流转换器相连接，所述直流/直流转换器与所述数据驱动芯片和扫描驱动芯片相连接，所述数据驱动芯片和扫描驱动芯片分别与液晶面板相连接，还包括：数个电荷泵单元，所述电荷泵单元集成在所述数据驱动芯片上。本发明能够降低液晶显示面板的驱动电路部分的功率损耗，节省驱动芯片的成本。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示器，尤其涉及一种薄膜晶体管液晶显示装置的驱动电路结构。
背景技术
薄膜晶体管液晶显示装置(Thin Film Transistor-Liquid CrystalDisplay，以下简称TFT-LCD)是目前使用最广泛的平板显示器之一。TFT-LCD一般包括液晶显示面板、扫描驱动(Gate Driver)电路和数据驱动(Source Driver)电路。其中，液晶显示面板包括对盒设置的彩膜基板和TFT阵列基板，以及夹在两基板之间的液晶层，扫描驱动电路和数据驱动电路分别与阵列基板上的TFT开关元件相连。如图1所示为现有技术一种TFT-LCD上的阵列基板结构示意图，其包括衬底基板1，设置在衬底基板1上、以矩阵形式排列的液晶像素电极2、设置在液晶像素电极2行列之间的数据线(Data line)3和扫描线(Gate Line)4，数据线3与数据驱动芯片8相连，扫描线4与扫描驱动芯片9相连，通常一条数据线3对应连接控制一列液晶像素电极2，一条扫描线4对应连接控制一行液晶像素电极2。在每个液晶像素电极2上连接有源电极5，对应每个源电极5都设置有漏电极6，漏电极6连接在对应的数据线3上，在每对源电极5和漏电极6下设置有栅极7，栅极7连接在对应的扫描线4上。源电极5、漏电极6和栅极7即组成TFT开关元件。
在阵列基板工作时，数据线用于将数据驱动芯片(IC)中的视频数据信号传送到TFT开关元件的漏电极，以此控制液晶像素电极的电压；扫描线用于将扫描驱动芯片中的扫描驱动信号传送到TFT开关元件的栅极，以此来控制TFT开关元件的关闭与开启。
在液晶显示装置工作时，对于一帧画面，数据驱动芯片将视频数据信号通过数据线传输到漏电极，扫描驱动芯片则根据栅移动信号(Clock PluseVertical，简称CPV)的控制陆续开启，逐行向扫描线输入扫描驱动信号，使得扫描线逐行打开，从而数据驱动芯片将对应的数据电压存入到像素电极上，形成各个等级的灰度电压，从而实现每一帧图像显示。
现有的数据驱动芯片和扫描驱动芯片的功耗较大，处于工作状态时常常温度过高，能源浪费的同时，也对芯片本身的寿命带来了不良影响。
发明内容
本发明提供一种TFT-LCD驱动电路，有效解决现有TFT-LCD驱动电路中的数据驱动芯片和扫描驱动芯片功耗较大，工作时温度较高等缺陷。
为实现上述目的，本发明提供了一种TFT-LCD驱动电路，包括接口连接器，直流/直流转换器，液晶面板，数据驱动芯片和扫描驱动芯片，所述接口连接器与直流/直流转换器相连接，所述直流/直流转换器与所述数据驱动芯片和扫描驱动芯片相连接，所述数据驱动芯片和扫描驱动芯片分别与液晶面板上相连接，还包括：数个电荷泵单元，所述电荷泵单元集成在所述数据驱动芯片上。
具体地，每个所述电荷泵单元的输入端与所述数据驱动芯片的输出端相连接，每个所述电荷泵单元的输出端与所述液晶面板的数据线相连接。
其中电荷泵单元由串联在所述电荷泵单元的输入端和输出端之间的第一二极管和第二二极管组成，所述第一二极管与串联的用于将输入端的电压转化为同等幅值的交流电压的缓冲器和第一电容并联，所述缓冲器与第一二极管的连接点与所述输入端相连接，所述电荷泵单元的输出端与地之间还连接有第二电容。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种TFT-LCD驱动电路，包括接口连接器，直流/直流转换器，液晶面板，数据驱动芯片和扫描驱动芯片，所述接口连接器与直流/直流转换器相连接，所述直流/直流转换器与所述数据驱动芯片和扫描驱动芯片相连接，所述数据驱动芯片和扫描驱动芯片分别与液晶面板相连接，还包括：数个电荷泵单元，所述电荷泵单元集成在所述扫描驱动芯片上。
具体地，每个所述电荷泵单元的输入端与所述扫描驱动芯片的输出端相连接，每个所述电荷泵单元的输出端与所述液晶面板的像素电极相连接。
其中电荷泵单元由串联在所述电荷泵单元的输入端和输出端之间的第一二极管和第二二极管组成，所述第一二极管与串联的用于将输入端的电压转化为同等幅值的交流电压的缓冲器和第一电容并联，所述缓冲器与第一二极管的连接点与所述输入端相连接，所述电荷泵单元的输出端与地之间还连接有第二电容。
为实现上述目的，本发明又提供了一种TFT-LCD驱动电路，包括接口连接器，直流/直流转换器，液晶面板，数据驱动芯片和扫描驱动芯片，所述接口连接器与直流/直流转换器相连接，所述直流/直流转换器与所述数据驱动芯片和扫描驱动芯片相连接，所述数据驱动芯片和扫描驱动芯片分别与液晶面板相连接，还包括：数个电荷泵单元，所述电荷泵单元集成在所述液晶面板上。
具体地，每个所述电荷泵单元的输入端与所述数据驱动芯片的输出端相连接，每个所述电荷泵单元的输出端与所述液晶面板的数据线相连接。
在上述技术方案中，还可以为：每个所述电荷泵单元的输入端与所述扫描驱动芯片的输出端相连接，每个所述电荷泵单元的输出端与所述液晶面板的扫描线相连接。
其中电荷泵单元由串联在所述电荷泵单元的输入端和输出端之间的第一二极管和第二二极管组成，所述第一二极管与串联的用于将输入端的电压转化为同等幅值的交流电压的缓冲器和第一电容并联，所述缓冲器与第一二极管的连接点与所述输入端相连接，所述电荷泵单元的输出端与地之间还连接有第二电容。
本发明提供的TFT-LCD驱动电路，通过在数据驱动芯片、扫描驱动芯片或液晶面板上集成电荷泵单元，利用电荷泵单元的输出电压为输入电压的两倍，使得在像素保持同等灰度不变的情况下，所需的输入电压减少1/2，从而降低液晶显示面板的驱动电路部分的功率损耗，节省驱动芯片的成本。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为现有技术一种TFT-LCD上的阵列基板结构示意图；
图2为本发明TFT-LCD驱动电路实施例一结构示意图；
图3为本发明电荷泵电路原理示意图；
图4为本发明TFT-LCD驱动电路实施例二结构示意图；
图5为本发明TFT-LCD驱动电路实施例三结构示意图；
图6为本发明TFT-LCD驱动电路实施例四结构示意图。
具体实施方式
图2为本发明TFT-LCD驱动电路实施例一结构示意图；如图2所示，本发明TFT-LCD驱动电路包括接口连接器(Interface Connector)10，直流/直流转换器(DC/DC Converter)11，液晶面板12，数据驱动芯片8和扫描驱动芯片9，以及数个电荷泵单元13。其中，接口连接器10与直流/直流转换器11相连接，用于将外部电源及低压差分信号(LVDS)输入给直流/直流转换器11，直流/直流转换器11与数据驱动芯片8和扫描驱动芯片9相连接，用于将接收到的接口连接器10发送的电压信号进行直流/直流转换，并给数据驱动芯片8和扫描驱动芯片9提供驱动电压信号；数据驱动芯片8和扫描驱动芯片9还分别与液晶面板12相连接，具体地，数据驱动芯片8与数据线3相连接，扫描驱动芯片9与扫描线4相连接；电荷泵单元13集成在数据驱动芯片8上，用于将数据驱动芯片8输出的驱动电压提高2倍。具体地，每个电荷泵单元13的输入端与数据驱动芯片8的输出端相连接，每个电荷泵单元13的输出端与液晶面板12的数据线3相连接。
图3为本发明电荷泵电路原理示意图；如图3所示，电荷泵单元13包括串联在电荷泵单元13的输入端VS和输出端VP之间的两个二极管131和132，还包括串联的用于将输入端的电压转化为同等幅值的交流电压的缓冲器(Buffer)133和电容134，其中二极管131与缓冲器133和电容134并联；缓冲器133与二极管131的连接点与电荷泵单元13的输入端VS相连接，二极管132的阴极与电荷泵单元13的输出端VP相连接，输出端VP还与电容135相连接，电容135的另一端接地Va。当数字(Digital)信号电压向模拟(Analog)信号电压转换之后，液晶面板12开始工作时，随着CPV的产生，mini-LVDS信号进入数据驱动芯片8，经过数据驱动芯片8内部门电路的数模转换后，输出电压VS，此时的VS为直流电压，经过缓冲器133后生成同等幅值的交流电压
。当缓冲器133输出低电平0时，二极管131、132导通，此时Va＝VS，电流通过二极管132给电容135充电；当缓冲器133输出高电平VS时，由于电容134的两端要保持压差恒定，此时Va＝VS+VS＝2VS，二极管132导通，电流经过二极管132对电容135充电，将电容135上的电压充至2VS，并基本保持不变，从而可知，输出电压VP为输入电压VS和
的线性叠加，因此数据驱动芯片8的输出电压VP＝2VS，即输入电压被放大了两倍。由于每个数据驱动芯片8的输出端上都连接有电荷泵单元13，因此数据驱动芯片8通过数据线加载到液晶像素电极上的电压就提高为两倍。而若要液晶像素保持同等灰度不变，所需的数据驱动芯片8供给的电压仅需原来的1/2。
本实施例还对利用了电荷泵单元将数据驱动芯片的输出电压升至2倍所需的时间进行计算。令电荷泵单元的二极管内阻R＝10Ω，电容C＝10nF，则τ＝RC＝0.1μs；再令Vs＝6V，则Vp＝2Vs＝12V，假设从0开始充电，根据v＝VF(1-e-t/RC)可得：t＝-RC ln(1-v/VF)＝0.5μs，即电压爬升至二倍的时间为0.5μs。而根据经验可知，像素充电时间一般为15μs，即一个CPV周期，这就说明在行开启的瞬间该数据电压便可升至原电压值的二倍，时间足够，而且通过选取不同的电容值或内阻值，电荷泵单元的元器件性能还可以进一步改善，从而可以进一步缩短数据电压升至2倍的时间。
本发明提供的TFT-LCD驱动电路，通过在数据驱动芯片上连接电荷泵单元，利用电荷泵单元能够将输出电压升至输入电压2倍的特性，使得像素保持同等灰度不变的情况下，所需的输入电压减少1/2，从而降低液晶显示面板的驱动电路部分的功率损耗，节省驱动芯片的成本。
图4为本发明TFT-LCD驱动电路实施例二结构示意图；本实施例与上一个实施例的区别在于，本实施例中的电荷泵单元13集成在扫描驱动芯片9上。具体地，每个电荷泵单元13的输入端与扫描驱动芯片9的输出端相连接，每个电荷泵单元13的输出端与液晶面板12的扫描线4相连接。
本实施例的电荷泵单元，将扫描驱动芯片的输出电压放大为2倍，使得扫描驱动芯片通过扫描线加载到像素电极的电压提高为2倍，根据该原理，在保持像素电极的灰度不变的情况下，可以将扫描驱动芯片的驱动电压降为1/2，从而降低液晶显示面板的驱动电路部分的功率损耗，节省驱动芯片的成本。
图5为本发明TFT-LCD驱动电路实施例三结构示意图；本实施例与上一个实施例的区别在于，本实施例中的电荷泵单元13集成在液晶面板12上。
具体地，每个电荷泵单元13的输入端与数据驱动芯片8的输出端相连接，每个电荷泵单元13的输出端与液晶面板12的数据线3相连接。
本实施例的电荷泵单元，将液晶面板的输出电压放大为2倍，使得扫描驱动芯片通过扫描线加载到像素电极的电压提高为2倍，根据该原理，在保持像素电极的灰度不变的情况下，可以将扫描驱动芯片的驱动电压降为1/2，从而降低液晶显示面板的驱动电路部分的功率损耗，节省驱动芯片的成本。
图6为本发明TFT-LCD驱动电路实施例四结构示意图；本实施例与上述实施例的区别在于，本实施例中的每个电荷泵单元13的输入端与扫描驱动芯片9的输出端相连接，每个电荷泵单元13的输出端与液晶面板12的扫描线4相连接。
本实施例同样可以达到将扫描驱动芯片的驱动电压降为1/2，从而降低液晶显示面板的驱动电路部分的功率损耗，节省驱动芯片的成本的效果。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1、一种TFT-LCD驱动电路，包括接口连接器，直流/直流转换器，液晶面板，数据驱动芯片和扫描驱动芯片，所述接口连接器与直流/直流转换器相连接，所述直流/直流转换器与所述数据驱动芯片和扫描驱动芯片相连接，所述数据驱动芯片和扫描驱动芯片分别与液晶面板相连接，其特征在于，还包括：数个电荷泵单元，所述电荷泵单元集成在所述数据驱动芯片上。
2、根据权利要求1所述的TFT-LCD驱动电路，其特征在于，每个所述电荷泵单元的输入端与所述数据驱动芯片的输出端相连接，每个所述电荷泵单元的输出端与所述液晶面板的数据线相连接。
3、根据权利要求1所述的TFT-LCD驱动电路，其特征在于，所述电荷泵单元由串联在所述电荷泵单元的输入端和输出端之间的第一二极管和第二二极管组成，所述第一二极管与串联的用于将所述输入端的电压转化为同等幅值的交流电压的缓冲器和第一电容并联，所述缓冲器与第一二极管的连接点与所述输入端相连接，所述电荷泵单元的输出端与地之间还连接有第二电容。
4、一种TFT-LCD驱动电路，包括接口连接器，直流/直流转换器，液晶面板，数据驱动芯片和扫描驱动芯片，所述接口连接器与直流/直流转换器相连接，所述直流/直流转换器与所述数据驱动芯片和扫描驱动芯片相连接，所述数据驱动芯片和扫描驱动芯片分别与液晶面板相连接，其特征在于，还包括：数个电荷泵单元，所述电荷泵单元集成在所述扫描驱动芯片上。
5、根据权利要求4所述的TFT-LCD驱动电路，其特征在于，每个所述电荷泵单元的输入端与所述扫描驱动芯片的输出端相连接，每个所述电荷泵单元的输出端与所述液晶面板的扫描线相连接。
6、根据权利要求4所述的TFT-LCD驱动电路，其特征在于，所述电荷泵单元由串联在所述电荷泵单元的输入端和输出端之间的第一二极管和第二二极管组成，所述第一二极管与串联的用于将所述输入端的电压转化为同等幅值的交流电压的缓冲器和第一电容并联，所述缓冲器与第一二极管的连接点与所述输入端相连接，所述电荷泵单元的输出端与地之间还连接有第二电容。
7、一种TFT-LCD驱动电路，包括接口连接器，直流/直流转换器，液晶面板，数据驱动芯片和扫描驱动芯片，所述接口连接器与直流/直流转换器相连接，所述直流/直流转换器与所述数据驱动芯片和扫描驱动芯片相连接，所述数据驱动芯片和扫描驱动芯片分别与液晶面板相连接，其特征在于，还包括：数个电荷泵单元，所述电荷泵单元集成在所述液晶面板上。
8、根据权利要求7所述的TFT-LCD驱动电路，其特征在于，每个所述电荷泵单元的输入端与所述数据驱动芯片的输出端相连接，每个所述电荷泵单元的输出端与所述液晶面板的数据线相连接。
9、根据权利要求7所述的TFT-LCD驱动电路，其特征在于，每个所述电荷泵单元的输入端与所述扫描驱动芯片的输出端相连接，每个所述电荷泵单元的输出端与所述液晶面板的扫描线相连接。
10、根据权利要求7所述的TFT-LCD驱动电路，其特征在于，所述电荷泵单元由串联在所述电荷泵单元的输入端和输出端之间的第一二极管和第二二极管组成，所述第一二极管与串联的用于将所述输入端的电压转化为同等幅值的交流电压的缓冲器和第一电容并联，所述缓冲器与第一二极管的连接点与所述输入端相连接，所述电荷泵单元的输出端与地之间还连接有第二电容。
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