CN102647170A - 栅极高电压产生器及显示模块 - Google Patents

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Abstract

一种栅极高电压产生器及显示模块。栅极高电压产生器包括脉冲宽度调制信号产生电路、升压电路及放大电路。脉冲宽度调制信号产生电路用以输出脉冲宽度调制信号。升压电路电性连接脉冲宽度调制信号产生电路且接收输入电压，用以依据脉冲宽度调制信号对输入电压升压后输出电源电压。放大电路电性连接升压电路及接收参考电压，用以将电源电压放大后输出栅极高电压，其中参考电压大于栅极高电压，且该参考电压由电性连接该放大电路的一背光模块所提供。

Description

栅极高电压产生器及显示模块
技术领域
本发明涉及一种栅极高电压产生器及显示模块，特别有关于一种利用放大电路调整栅极高电压的栅极高电压产生器及显示模块。
背景技术
近年来，随着半导体科技蓬勃发展，可携型电子装置及平面显示器装置也随之兴起。
一般而言，显示面板上配置多个像素，而像素会在接收到栅极驱动器所输出栅极高电压而开启，其中传统栅极高电压为电源芯片所产生的电源电压经电荷泵整数倍放大后产生。由于电荷泵为整数倍放大，因此会限制栅极高电压可使用的电压电位。为了使栅极高电压符合像素的电气特性，则会通过限压元件(如齐纳二极管)来调整栅极高电压的电压电位。然而，通过限压元件来调整栅极高电压的电压电位会造成额外的功率消耗。
发明内容
本发明提出一种栅极高电压产生器，包括脉冲宽度调制信号产生电路、升压电路及放大电路。脉冲宽度调制信号产生电路用以输出脉冲宽度调制信号。升压电路电性连接脉冲宽度调制信号产生电路，且接收输入电压，用以依据脉冲宽度调制信号对输入电压升压后输出电源电压。放大电路电性连接升压电路及接收参考电压，用以将电源电压放大后输出栅极高电压，其中参考电压大于栅极高电压。
本发明亦提出一种显示模块，包括第一基板、脉冲宽度调制信号产生电路、升压电路、放大电路、第二基板、像素阵列及栅极驱动器。脉冲宽度调制信号产生电路，配置于第一基板上，用以输出脉冲宽度调制信号。升压电路配置于第一基板上，电性连接脉冲宽度调制信号产生电路，且接收输入电压，用以依据脉冲宽度调制信号对输入电压升压后输出电源电压。放大电路配置于第一基板上，电性连接升压电路及接收参考电压，用以将电源电压放大后输出栅极高电压，其中参考电压大于栅极高电压，且参考电压由电性连接放大电路的背光模块所提供。像素阵列配置于第二基板上。栅极驱动器配置于第二基板上，用以依据栅极高电压驱动像素阵列。
经放大电路调整栅极高电压的电压电位，通过调整放大电路的数值来设定其放大倍数，不用通过限压元件调整栅极高电压的电压电位，并避免额外的功率消耗。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1为依据本发明一实施例的显示模块与背光模块的系统示意图；
图2为图1依据本发明一实施例的放大电路的电路示意图；
图3为依据本发明另一实施例的显示模块与背光模块的系统示意图。
其中，附图标记
50：背光模块
100、300：显示模块
110：第一基板
120：第二基板
130、310：栅极高电压产生器
140：栅极驱动器
311：削角电路
AR：显示区域
IC1、IC2：集成电路
OP：运算放大器
P-：负电源端
P：像素
P+：正电源端
PA：像素阵列
PL：面光源
PR：周边区域
PWM：脉冲宽度调制信号
R1：第一电阻
R2：第二电阻
VGH、VGH’：栅极高电压
Vin：输入电压
Vpp：电源电压
具体实施方式
图1为依据本发明一实施例的显示模块与背光模块的系统示意图。请参照图1，在本实施例中，显示模块100包括第一基板110、第二基板120、栅极高电压产生器130、栅极驱动器140及像素阵列PA。栅极高电压产生器130配置于第一基板110上，且包括脉冲宽度调制信号产生电路131、升压电路133及放大电路135。脉冲宽度调制信号产生电路131用以输出脉冲宽度调制信号PWM。升压电路133电性连接脉冲宽度调制信号产生电路131，且接收输入电压Vin，用以依据脉冲宽度调制信号PWM对输入电压Vin升压后输出电源电压Vpp。
放大电路135电性连接升压电路133及接收参考电压VR，用以将电源电压Vpp放大后输出栅极高电压VGH，其中参考电压VR大于栅极高电压VGH。举例来说，假设输入电压Vin为3.3伏特，经升压电路133后输出8伏特的电源电压Vpp。电源电压Vpp经放大电路135放大为18～22伏特的电压(即栅极高电压VGH)后输出。一般而言，放大电路135的放大倍数可通过调整其内部元件的数值(例如电阻值)来设定，因此栅极高电压产生器130可调整栅极高电压VGH的电压电位。
在本实施例中，第二基板120具有显示区域AR及周边区域PR。具有多个阵列排列的像素P的像素阵列PA为配置于第二基板120的显示区域AR。栅极驱动器140为配置于第二基板120的周边区域PR。栅极驱动器140电性连接栅极高电压产生器130，以接收栅极高电压VGH，并依据栅极高电压VGH驱动像素阵列PA。由于栅极高电压VGH的电压电位可通过放大电路135的放大倍数来调整，因此栅极高电压VGH的电压电位可调整为符合像素P的电压电位而不用通过限压元件，避免增加额外的功率消耗。
背光模块50用以提供面光源PL至显示模块100，其中背光模块50内部会产生电压以驱动发光元件发出面光源PL。当发光元件为发光二极管时，用以驱动发光二极管串列的电压(即发光二极管驱动电压)可能高于栅极高电压VGH，因此背光模块50可将用以驱动发光二极管串列的电压输出至放大电路135作为参考电压VR。但在一些实施例中，高于栅极高电压VGH的电压皆可作为参考电压VR。
在本实施例中，脉冲宽度调制信号产生电路131、部分的放大电路135可整合于集成电路IC1中。并且，在另外的实施例中，集成电路IC1亦可整合背光模块50的部分驱动电路，此可依据实际应用的不同而变，本发明实施例不以此为限。在本发明的一实施例中，第一基板110可以是印刷电路板，第二基板120可以是玻璃基板，但其他实施例不以此为限。
图2为图1依据本发明一实施例的放大电路的电路示意图。请参照图1及图2，在本实施例中，放大电路135包括运算放大器OP、第一电阻R1及第二电阻R2。运算放大器具有正输入端(对应第一输入端)、负输入端(对应第二输入端)、正电源端P+(对应第一电源端)、负电源端P-(对应第二电源端)及输出端。运算放大器OP的正输入端接收电源电压Vpp，运算放大器OP的正电源端P+接收参考电压VR，运算放大器OP的负电源端P-接收接地电压，运算放大器OP的输出端输出栅极高电压VGH。
第一电阻R1电性连接于运算放大器OP的负输入端与接地电压之间。第二电阻R2电性连接于运算放大器OP的负输入端与输出端之间。依据电路运作，放大电路135的放大倍数决定于第二电阻R2的电阻值与第一电阻R1的电阻值的比值(亦即1+R2/R1)，亦即电源电压Vpp的放大倍数决定于第二电阻R2的电阻值与第一电阻R1的电阻值的比值。
在本实施例中，脉冲宽度调制信号产生电路135及运算放大器OP可整合于集成电路IC1中，而第一电阻R1及第二电阻R2可通过集成电路IC1的接脚电性连接至运算放大器OP的负输入端及输出端，以便于改变第二电阻R2的电阻值与第一电阻R1的电阻值，进而改变放大电路135的放大倍数。但在放大电路135的放大倍数固定的情况下，第一电阻R1及第二电阻R2亦可整合于集成电路IC1中，此可依据本领域通常知识者的设计而定。
图3为依据本发明另一实施例的显示模块与背光模块的系统示意图。请参照图1及图3，其不同之处在于显示模块300的栅极高电压产生器310。在本实施例中，栅极高电压产生器310更包括削角电路311。削角电路311，配置于第一基板110上，且电性连接于放大电路135与栅极驱动器140之间，用以对栅极高电压VGH进行削角处理后输出栅极高电压VGH’至栅极驱动器140，以使栅极驱动器140依据栅极高电压VGH’驱动像素阵列PA。借此，可降低显示模块300的馈通电压效应，以抑制画面的闪烁。
在本实施例中，脉冲宽度调制信号产生电路131、部分的放大电路135及削角电路311整合于集成电路IC2中。并且，在另外的实施例中，集成电路IC2亦可整合光源驱动电路，此可依据实际应用的不同而变，本发明实施例不以此为限。
综上所述，本发明实施例的显示模块及栅极高电压产生器，其通过放大电路调整栅极高电压的电压电位，由于放大电路的放大倍数可通过调整其内部元件的数值来设定，因此不用通过限压元件调整栅极高电压的电压电位，以避免额外的功率消耗。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种栅极高电压产生器，其特征在于，包括：
一脉冲宽度调制信号产生电路，用以输出一脉冲宽度调制信号；
一升压电路，电性连接该脉冲宽度调制信号产生电路，且接收一输入电压，用以依据该脉冲宽度调制信号对该输入电压升压后输出一电源电压；以及
一放大电路，电性连接该升压电路及接收一参考电压，用以将该电源电压放大后输出一栅极高电压，其中该参考电压大于该栅极高电压。
2.根据权利要求1所述的栅极高电压产生器，其特征在于，还包括：
一削角电路，电性连接该放大电路，用以对该栅极高电压进行削角处理后输出。
3.根据权利要求2所述的栅极高电压产生器，其特征在于，其中该脉冲宽度调制信号产生电路、部分的该放大电路及该削角电路整合于一集成电路中。
4.根据权利要求1所述的栅极高电压产生器，其特征在于，其中该脉冲宽度调制信号产生电路、部分的该放大电路整合于一集成电路中。
5.根据权利要求1所述的栅极高电压产生器，其特征在于，其中该放大电路包括：
一运算放大器，具有一第一输入端、一第二输入端、一第一电源端、一第二电源端及一输出端，其中该第一输入端接收该电源电压，该第一电源端接收该参考电压，该第二电源端接收一接地电压，该输出端输出该栅极高电压；
一第一电阻，电性连接于该第二输入端与该接地电压之间；以及
一第二电阻，电性连接于该第二输入端与该输出端之间；
其中，该电源电压的放大倍数决定于该第二电阻的电阻值与该第一电阻的电阻值的比值。
6.根据权利要求5所述的栅极高电压产生器，其特征在于，其中该第一输入端为正输入端，该第二输入端为负输入端。
7.根据权利要求5所述的栅极高电压产生器，其特征在于，其中该脉冲宽度调制信号产生电路及运算放大器整合于一集成电路中。
8.根据权利要求1所述的栅极高电压产生器，其特征在于，其中该参考电压为一发光二极管驱动电压。
9.一种显示模块，其特征在于，包括：
一第一基板；
一脉冲宽度调制信号产生电路，配置于该第一基板上，用以输出一脉冲宽度调制信号；
一升压电路，配置于该第一基板上，电性连接该脉冲宽度调制信号产生电路，且接收一输入电压，用以依据该脉冲宽度调制信号对该输入电压升压后输出一电源电压；
一放大电路，配置于该第一基板上，电性连接该升压电路及接收一参考电压，用以将该电源电压放大后输出一栅极高电压，其中该参考电压大于该栅极高电压，且该参考电压由电性连接该放大电路的一背光模块所提供；
一第二基板；
一像素阵列，配置于该第二基板上；
一栅极驱动器，配置于该第二基板上，用以依据该栅极高电压驱动该像素阵列；以及
一削角电路，配置于该第一基板上，且电性连接于该放大电路与该栅极驱动器之间，用以对该栅极高电压进行削角处理后输出至该栅极驱动器；
其中，该脉冲宽度调制信号产生电路、部分的该放大电路及该削角电路整合于一集成电路中。
10.根据权利要求9所述的显示模块，其特征在于，其中该放大电路包括：
一运算放大器，具有一第一输入端、一第二输入端、一第一电源端、一第二电源端及一输出端，其中该第一输入端接收该电源电压，该第一电源端接收该参考电压，该第二电源端接收一接地电压，该输出端输出该栅极高电压；
一第一电阻，电性连接于该第二输入端与该接地电压之间；以及
一第二电阻，电性连接于该第二输入端与该输出端之间；
其中，该电源电压的放大倍数决定于该第二电阻的电阻值与该第一电阻的电阻值的比值。
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