CN101727864B - 显示系统 - Google Patents

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Abstract

显示系统包含有一显示装置、一驱动电路、一柔性印刷电路板以及一充电泵电路。该驱动电路设置于该显示装置上，用来驱动该显示装置。该柔性印刷电路板以外接方式耦接于该显示装置。该充电泵电路设置于该柔性印刷电路板上，用来依据一输入电压产生至少一输出电压至该驱动电路。

Description

显示系统
技术领域
本发明涉及一种显示系统，尤指一种将一充电泵电路设置在其显示装置外部的一柔性印刷电路板上，以改善其电压转换效率的显示系统。
背景技术
在传统中小尺寸的薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)上，随着屏幕尺寸越来越大，其所须消耗的电流也越来越大，此时若将充电泵电路(Chargepump circuit)设置于薄膜晶体管液晶显示器上的驱动电路端，则受限于铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)薄膜的电阻，其电压转换效率会变得越来越差。
另外，由于系统端希望能够直接提供2.0V～4.8V的输入电压给薄膜晶体管液晶显示器上的驱动电路端，因此充电泵电路就必须要能够支援不同倍数(例如1.5倍、2倍或者3倍)的电压转换倍率来提供所想要的输出电压。若将充电泵电路从薄膜晶体管液晶显示器上的驱动电路端移至一柔性印刷电路板端，就必须考虑到如何控制柔性印刷电路板端上的充电泵电路的行为与运作。
发明内容
因此，本发明的目的之一在于提出一种显示系统，以解决上述之问题。
本发明揭露一种显示系统，该显示系统包含有一显示装置、一驱动电路、一柔性印刷电路板以及一充电泵电路。该驱动电路设置于该显示装置上，用来驱动该显示装置。该柔性印刷电路板以外接方式耦接于该显示装置。该充电泵电路设置于该柔性印刷电路板上，用来依据一输入电压产生至少一输出电压至该驱动电路。
附图说明
图1为本发明一显示系统的第一实施例的示意图。
图2为本发明一显示系统的第二实施例的示意图。
图3为图2所示的驱动电路的一范例的示意图。
图4(包含有图4A、图4B、图4C以及图4D)为说明图2所示的充电泵电路具有不同的泵浦倍数的范例实施例的示意图。
【主要元件符号说明】
100、200显示系统
110、210显示装置
120面板
130、230驱动电路
150柔性印刷电路板
160充电泵电路
VCI输入电压
VSP、VSN输出电压
SC1、SC2控制信号
PF1泵浦倍数
R铟锡氧化物电阻
240输入电压侦测单元
250输出电压侦测单元
260控制逻辑单元
SR1第一结果
SR2第二结果
COMP1第一比较器
COMP2第二比较器
VREF1第一参考电压
VREF2第二参考电压
SW11～SW17、SW21～SW27、SW31～SW34、SW41～SW44开关
C11、C12、C21、C22、C3、C4电容
具体实施方式
在说明书及后续的权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及后续的权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的请求项当中所提及的“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。另外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或透过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。
请参考图1，图1为本发明一显示系统100的第一实施例的示意图。显示系统100包含有(但不局限于)一显示装置110、一面板120、一驱动电路130、一柔性印刷电路板150以及一充电泵电路160。面板120设置于显示装置110上，而驱动电路130亦设置于显示装置110上，用来驱动显示装置110。柔性印刷电路板150以外接方式耦接于显示装置110，而充电泵电路160则设置于柔性印刷电路板150上，用来依据一输入电压产生至少一输出电压给驱动电路130。于本实施例中，充电泵电路160会依据输入电压VCI产生两个输出电压VSP、VSN，其中输入电压VCI是从显示系统100的外部系统端所输入的一供应电源，而输出电压VSP、VSN则会被传送至驱动电路130以供其使用。
此外，充电泵电路160具有至少一控制线，且该控制线耦接于驱动电路130以用来接收驱动电路130所产生的一控制信号。于本实施例中，充电泵电路160具有两条控制线以分别接收两个控制信号SC1、SC2，且充电泵电路160会依据控制信号SC1、SC2来设定一泵浦倍数(pumping factor)PF1。关于驱动电路130与充电泵电路160的具体元件及其相关运作，将于后续图示以及实施例中再详加说明。
由图1可得知，充电泵电路160是设置于柔性印刷电路板150上，而非设置在显示装置110的驱动电路130端，也就是说，由于不会受到铟锡氧化物电阻R的限制，因此可大幅改善充电泵电路160的电压转换效率。此外，只需要两条控制信号SC1、SC2(请注意，控制信号的数量并不局限)即可控制充电泵电路160的电压转换倍率，如此一来，可将充电泵电路160的接脚数量减到最低以达到降低成本的目的。
请注意，上述之显示装置110可为一薄膜晶体管液晶显示器装置(TFT-LCD)，而驱动电路130可为一薄膜晶体管液晶显示器的驱动芯片，但本发明并不局限于此。此外，控制线的数量也非本发明的限制条件。
请参考图2，图2为本发明一显示系统200的第二实施例的示意图。如图2所示，显示系统200的架构与图1的显示系统100类似，两者的不同之处在于图2所示的显示装置210的驱动电路230另包含一输入电压侦测单元240、一输出电压侦测单元250以及一控制逻辑单元260。输入电压侦测单元240耦接于充电泵电路160，用来侦测充电泵电路160的输入电压VCI以产生第一结果SR1；而输出电压侦测单元250亦耦接于充电泵电路160，用来侦测充电泵电路160的输出电压VSP、VSN以产生第二结果SR2。控制逻辑单元260则耦接于输入电压侦测单元240以及输出电压侦测单元250，其依据第一结果SR1以及第二结果SR2来产生控制信号SC1、SC2。换句话说，驱动电路230可藉由侦测输入电压VCI以及输出电压VSP、VSN来提供控制信号SC1、SC2给充电泵电路160，以设定泵浦倍数PF1。如此一来，充电泵电路160便可支援不同倍数(例如1.5倍、2倍或3倍)的电压转换倍率，来提供所想要的输出电压VSP/VSN。
请参考图3，图3为图2所示的驱动电路230的一范例的示意图。于本实施例中，输入电压侦测单元240以及输出电压侦测单元250分别利用一比较器来实现之。其中，输入电压侦测单元240包含一第一比较器COMP1，用来比较输入电压VCI以及第一参考电压VREF1以产生第一结果SR1，而输出电压侦测单元250包含一第二比较器COMP2，用来比较输出电压VSP/VSN以及第二参考电压VREF2以产生第二结果SR2，最后，控制逻辑单元260会依据第一结果SR1以及第二结果SR2来产生控制信号SC1、SC2。
请注意，上述实施例仅用来说明本发明的技术特征，并非用来局限本发明的范畴。然而熟知此项技艺者应可了解，在不违背本发明的精神下，驱动电路的各种各样的变化皆是可行的，此亦隶属本发明所涵盖的范畴。此外，第一参考电压VREF1以及第二参考电压VREF2并非为固定值，可视实际需求而调整之。
请参考图4，图4(包含有图4A、图4B、图4C以及图4D)为说明图2所示的充电泵电路160具有不同的泵浦倍数的范例实施例的示意图。如图4A所示，充电泵电路包含有七个开关SW11～SW17以及两个电容C11、C12，而这七个开关SW11～SW17以及两个电容C11、C12的连接方式已如图4A所示，为简洁起见于此不再赘述。于本实施例中，输入电压VCI为4V而输出电压VSP为6V，因此泵浦倍数PF1等于1.5。于一充电阶段中，第一开关SW11、第二开关SW12以及第七开关SW17为导通状态，而此时第三开关SW13、第四开关SW14、第五开关SW15以及第六开关SW16则为关闭状态。而于一泵浦阶段中，第三开关SW13、第四开关SW14、第五开关SW15以及第六开关SW16为导通状态，而此时第一开关SW11、第二开关SW12以及第七开关SW17为关闭状态。假设第一电容C11的大小系等于第二电容C12的大小，因此，由图4A可得知，于充电阶段中，第一电容C11与第二电容C12可分别充电至2V；而于泵浦阶段中，输出电压VSP则可以泵浦至6V。
如图4B所示，充电泵电路包含七个开关SW21～SW27以及两个电容C21、C22，而这七个开关SW21～SW27与两个电容C21、C22的连接方式已如图4B所示，为简洁起见，于此不再赘述。于本实施例中，输入电压VCI系为2V而输出电压VSP为6V，则泵浦倍数PF1等于3。于一充电阶段中，第一开关SW21、第二开关SW22、第三开关SW23以及第四开关SW24为导通状态，而此时第五开关SW25、第六开关SW26以及第七开关SW27则为关闭状态。而于一泵浦阶段中，第五开关SW25、第六开关SW26以及第七开关SW27为导通状态，而此时第一开关SW21、第二开关SW22、第三开关SW23以及第四开关SW24为关闭状态。同样假设第一电容C21的大小等于第二电容C22的大小，因此，由图4B可得知，于充电阶段中，第一电容C21与第二电容C22可分别充电至2V；而于泵浦阶段中，输出电压VSP则可泵浦至6V。
如图4C所示，充电泵电路包含四个开关SW31～SW34以及一个电容C3，而这四个开关SW31～SW34与电容C3的连接方式已如图4C所示，为简洁起见，于此不再赘述。于本实施例中，输入电压VCI为3V而输出电压VSP为6V，则泵浦倍数PF1等于2。于一充电阶段中，第一开关SW31、第二开关SW32为导通状态，而此时第三开关SW33以及第四开关SW34为关闭状态。而于一泵浦阶段中，第三开关SW33以及第四开关SW34为导通状态，而此时第一开关SW31以及第二开关SW32为关闭状态。因此，由图4C可得知，于充电阶段中，电容C3可充电至3V；而于泵浦阶段中，输出电压VSP则可泵浦至6V。
如图4D所示，充电泵电路包含四个开关SW41～SW44以及一个电容C4，而这四个开关SW41～SW4与电容C4的连接方式已如图4D所示，为简洁起见，于此不再赘述。于本实施例中，输出电压VSP为6V而另一输出电压VSN则为(-6V)，则泵浦倍数PF1等于(-1)。于一充电阶段中，第一开关SW41、第二开关SW42为导通状态，而此时第三开关SW43以及第四开关SW44为关闭状态。而于一泵浦阶段中，第三开关SW43以及第四开关SW44为导通状态，而此时第一开关SW41以及第二开关SW42为关闭状态。因此，由图4D可得知，于充电阶段中，电容C4可充电至6V；而于泵浦阶段中，输出电压VSN则可泵浦至(-6V)。
由图4可得知，当输入电压VCI介在2.0V～4V之间时，充电泵电路可以选择不同的泵浦倍数(例如1.5倍、3倍或者2倍)来产生相同大小的输出电压VSP(如6V)。此外，本发明所揭露的充电泵电路只需要利用简单的逻辑电路、电容以及开关即可轻易地实践之，而其他复杂的电路像是带差参考电路(bandgap reference circuit)、运算放大器以及时钟产生电路等电路则可设置在驱动电路端，也就是说，只需要少许的花费即可轻易地实践此电路。且泵浦倍数PF1的数值并不局限，可视实际设计来调整之。
以上所述的实施例仅用来说明本发明的技术特征，并非用来局限本发明的范畴。由上可知，本发明提供一种将一充电泵电路设置在显示装置外部的一柔性印刷电路板上的显示系统。如此一来，可大幅提升充电泵电路160的电压转换效率而不会受限于铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)薄膜电阻。此外，只需要两个控制信号SC1、SC2即可控制充电泵电路160的电压转换倍率，因此可将充电泵电路160的接脚数量减到最低以达到降低成本的目的。藉由侦测输入电压以及输出电压来设定不同的泵浦倍数，则充电泵电路可以支援不同倍率(例如1.5倍、2倍或3倍)的电压转换倍率来提供所想要的输出电压。此外，本发明所揭露的充电泵电路只需要利用简单的逻辑电路、电容以及开关即可轻易地实践之，可有效地控制成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种显示系统，其包含有：
一显示装置；
一驱动电路，设置于该显示装置上，用来驱动该显示装置，其包括一输入电压侦测单元，用来侦测一充电泵电路的输入电压以产生一第一结果，一输出电压侦测单元，用来侦测该充电泵电路的输出电压以产生一第二结果，以及一控制逻辑单元，耦接于该输入电压侦测单元以及该输出电压侦测单元，用来依据该第一结果以及该第二结果以产生一控制信号；
一柔性印刷电路板(flexible printed circuit，FPC)，以外接方式耦接于该显示装置并位于该驱动电路的外部；以及
一充电泵电路，设置于该柔性印刷电路板上，用来依据一输入电压产生至少一输出电压至该驱动电路，
其中该充电泵电路具有至少一控制线，耦接于该驱动电路，用来接收由该驱动电路所产生的一控制信号，以及该充电泵电路依据该控制信号来设定一泵浦倍数(pumping factor)，
其中该充电泵电路包含一第一电容，具有一第一端点以及一第二端点；以及该充电泵电路包括四个或七个开关。
2.如权利要求1所述的显示系统，其中该输入电压侦测单元包含有一比较器，用来比较该输入电压以及一第一参考电压以产生该第一结果。
3.如权利要求1所述的显示系统，其中该输出电压侦测单元包含有一比较器，用来比较该输出电压以及一第二参考电压以产生该第二结果。
4.如权利要求1所述的显示系统，其中该充电泵电路还包含有：
一第二电容，具有一第一端点以及一第二端点；
一第一开关，耦接于该输入电压以及该第一电容的该第一端点之间；
一第二开关，耦接于一参考电压以及该第二电容的该第二端点之间；
一第三开关，耦接于该输出电压以及该第一电容的该第一端点之间；
一第四开关，耦接于该输入电压以及该第一电容的该第二端点之间；
一第五开关，耦接于该输出电压以及该第二电容的该第一端点之间；
一第六开关，耦接于该输入电压以及该第二电容的该第二端点之间；以及
一第七开关，耦接于该第一电容的该第二端点以及该第二电容的该第一端点之间；
其中于一充电阶段之内，该第一开关、该第二开关以及该第七开关为导通状态，且该第三开关、该第四开关、该第五开关以及该第六开关为关闭状态；以及
于一泵浦阶段之内，该第三开关、该第四开关、该第五开关以及该第六开关为导通状态，且该第一开关、该第二开关以及该第七开关为关闭状态。
5.如权利要求1所述的显示系统，其中该充电泵电路还包含有：
一第二电容，具有一第一端点以及一第二端点；
一第一开关，耦接于该输入电压以及该第一电容的该第一端点之间；
一第二开关，耦接于一参考电压以及该第一电容的该第二端点之间；
一第三开关，耦接于该输入电压以及该第二电容的该第一端点之间；
一第四开关，耦接于该参考电压以及该第二电容的该第二端点之间；
一第五开关，耦接于该输出电压以及该第一电容的该第一端点之间；
一第六开关，耦接于该输入电压以及该第二电容的该第二端点之间；以及
一第七开关，耦接于该第一电容的该第二端点以及该第二电容的该第一端点之间；
其中于一充电阶段之内，该第一开关、该第二开关、该第三开关以及该第四开关为导通状态，且该第五开关、该第六开关以及该第七开关为关闭状态；以及
于一泵浦阶段之内，该第五开关、该第六开关以及该第七开关为导通状态，且该第一开关、该第二开关、该第三开关以及该第四开关为关闭状态。
6.如权利要求1所述的显示系统，其中该充电泵电路还包含有：
一第一开关，耦接于该输入电压以及该第一电容的该第一端点之间；
一第二开关，耦接于一参考电压以及该第一电容的该第二端点之间；
一第三开关，耦接于该输出电压以及该第一电容的该第一端点之间；以及
一第四开关，耦接于该输入电压以及该第一电容的该第二端点之间；
其中于一充电阶段之内，该第一开关以及该第二开关为导通状态，且该第三开关以及该第四开关为关闭状态；以及
于一泵浦阶段之内，该第三开关以及该第四开关为导通状态，且该第一开关以及该第二开关为关闭状态。
7.如权利要求1所述的显示系统，其中该充电泵电路还包含有：
一第一开关，耦接于该输出电压以及该第一电容的该第一端点之间；
一第二开关，耦接于一参考电压以及该第一电容的该第二端点之间；
一第三开关，耦接于该参考电压以及该第一电容的该第一端点之间；以及
一第四开关，耦接于一第二输出电压以及该第一电容的该第二端点之间；
其中于一充电阶段之内，该第一开关以及该第二开关为导通状态，且该第三开关以及该第四开关为关闭状态；以及
于一泵浦阶段之内，该第三开关以及该第四开关为导通状态，且该第一开关以及该第二开关为关闭状态。
8.如权利要求1所述的显示系统，其中该显示装置为一薄膜晶体管液晶显示器(thin-film transistor liquid crystal display，TFT-LCD)装置，以及该驱动电路为一薄膜晶体管液晶显示器的驱动芯片。
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