CN102982776B - 利用线路板节省旁路电容的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用线路板节省旁路电容的方法，包括以下步骤：步骤1、提供一液晶面板，该液晶面板包括两玻璃基板及液晶材料，该液晶材料包括有液晶分子，玻璃基板上设有液晶面板驱动电路，液晶面板驱动电路包括栅极驱动器、源极驱动器、多条选通线及多条数据线；步骤2、提供电源模块及电源连接线路板，该电源连接线路板基底材料上设有电源路径及接地路径，该电源路径及接地路径在需要设置旁路电容处分别设置一裸铜区域，该两裸铜区域及两裸铜区域之间的基底材料形成一等效旁路电容；步骤3、将栅极驱动器及源极驱动器通过该电源连接线路板连接至电源模块；步骤4、接通电源模块，控制各个像素单元中的液晶分子旋转，该方法可以降低生产成本。

Description

利用线路板节省旁路电容的方法

技术领域

本发明涉及液晶显示器领域，尤其涉及一种利用线路板节省旁路电容的驱动方法。

背景技术

液晶显示器是一种显示器件，该显示器件包括设于两个相对的基板之间的液晶层，并且该显示器件利用电激励方式及液态晶体的光学各向异性来进行光切换。该液晶显示器利用液晶分子具有折射率各向异性，通过向液晶分子施加电压并由此重定向折射率各向异性的轴来控制由液晶分子透射的光的亮度。

图1是基本液晶显示的驱动电路结构示意图，在该图中源极驱动器（Source Driver）100、栅极驱动器（Gate Driver）200工作电压由直流转直流转换电路300（DC-DC）转换而来。因源极驱动器100、栅极驱动器200要为各个不同的像素单元400提供不同的驱动电压，以使该些像素单元400上的液晶分子获得不同的偏转方向，进而获得不同的显示灰度，所以该源极驱动器100、栅极驱动器200负载上的电压是跟随画面变化的，为了减小负载变化而引起的电压变化对像素单元400的影响，在每一颗源极驱动芯片102、栅极驱动芯片202的电源输入端都会并联若干个旁路电容，达到稳定电压的目的。

在图2A及图2B中，源极驱动器的工作电压VDD(3.3V)是由直流转直流转换电路提供的，在源极驱动器中的每一颗源极驱动芯片102都要并联不少于一个的旁路电容C，同样在栅极驱动器上栅极驱动芯片202也要并联数个旁路电容C。

常见的液晶面板的分辨率为1024*768，假如每颗源极驱动芯片、栅极驱动芯片只并联一颗电容，那么整个面板所要并联的旁路电容数量为786432颗。而且随着液晶面板尺寸进一步的增大，对应所需源极驱动芯片、栅极驱动芯片的数量也会增加，对应所需的旁路电容数量也会增多，这样会造成成本的增加以及电路复杂度的增加。

同时我们知道电容器是由两个电极及其间的介电材料构成的。介电材料是一种电介质，当被置于两块带有等量异性电荷的平行极板间的电场中时，由于极化而在介质表面产生极化电荷，遂使束缚在极板上的电荷相应增加，维持极板间的电位差不变，则形成了电容效应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用线路板节省旁路电容的方法，主要利用线路板基底材料两侧的裸铜区域的平行电极形成电容效应而取代旁路电容，该方法可以在液晶显示驱动电路中减少实际所需电容的数量，降低生产成本。

为实现上述目的，本发明提供一种利用线路板节省旁路电容的方法，包括以下步骤：

步骤1、提供一液晶面板，所述液晶面板包括：两玻璃基板及设于两玻璃基板之间的液晶材料，所述玻璃基板上形成液晶面板驱动电路，所述液晶面板驱动电路包括：栅极驱动器、源极驱动器、多条选通线及多条数据线，该多条选通线和数据线界定多个像素单元，所述液晶材料中包括有液晶分子；

步骤2、提供电源模块、电源连接线路板，所述电源连接线路板包括：两层平行设置的印刷制板及设于两层印刷制板的基底材料，所述一印刷制板上设有电源路径，另一印刷制板上设有接地路径，所述电源路径及接地路径在需要设置旁路电容处分别设置一裸铜区域，所述两裸铜区域及两裸铜区域之间的基底材料形成一等效旁路电容，进而达到旁路电容的效果；

步骤3、将栅极驱动器及源极驱动器通过电源连接线路板连接至电源模块；

步骤4、接通电源模块，给栅极驱动器及源极驱动器提供电源，进而通过数据线及选通线控制各个像素单元中的液晶分子旋转。

所述基底材料为绝缘材料。

所述源极驱动器包括数颗源极驱动芯片，所述多条数据线对应数颗源极驱动芯片设置，进而可以单独控制每条数据线。

所述栅极驱动器包括数颗栅极驱动芯片，所述多条选通线对应数颗栅极驱动芯片设置，进而可以单独控制每条选通线。

所述像素单元包括：一薄膜晶体管、一公共电极、一与薄膜晶体管电性连接的像素电极及一存储电容，所述薄膜晶体管通过选通线及数据线分别与栅极驱动器及源极驱动器电性连接，所述公共电极与像素电极形成一液晶电容，所述存储电容与该液晶电容并联连接。

所述薄膜晶体管包括：一栅极、一源极及一漏极，所述栅极通过选通线电性连接至栅极驱动器，所述源极通过数据线电性连接至源极驱动器，所述漏极与像素电极电性连接。

所述栅极驱动芯片和源极驱动芯片分别具有一电源输入端，所述步骤2中的两裸铜区域设于每颗栅极驱动芯片和源极驱动芯片的电源输入端。

所述每个等效旁路电容的裸铜区域的有效面积的大小根据该处所需旁路电容的大小设定。

所述每个等效旁路电容的容值大小根据公式设定，其中ε为基底材料的介电常数，D为基底材料板材的厚度，S为裸铜区域的有效面积。

所述电源模块为直流转直流电源。

本发明的有益效果：本发明利用线路板节省旁路电容的方法可以通过将电源连接线路板设计成两层印刷制板结构，并在两层印刷制板上分别设置电源路径及接地路径，并在电源路径及接地路径且需要设置旁路电容处设置裸铜区域，利用两裸铜区域的电容效应形成一等效旁路电容取代现有技术中的旁路电容，可以在液晶显示驱动电路中减少旁路电容的数量，降低成本以及电路复杂度。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。

附图中，

图1为现有技术中普通显示面板驱动架构及连接方式示意图；

图2A为现有技术中源极驱动芯片旁路电容连接示意图；

图2B为现有技术中栅极驱动芯片旁路电容连接示意图；

图3为本发明利用线路板节省旁路电容的方法流程图；

图4为本发明利用线路板节省旁路电容的方法中显示面板驱动架构及连接方式示意图；

图5为本发明利用线路板节省旁路电容的方法中电源线路板结构及其连接示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。

请参阅图3至5，本发明提供一种利用线路板节省旁路电容的方法，包括以下步骤：

步骤1、提供一液晶面板30，所述液晶面板30包括：两玻璃基板（未图示）及设于两玻璃基板之间的液晶材料（未图示），所述玻璃基板上形成液晶面板驱动电路，所述液晶面板驱动电路包括：栅极驱动器40、源极驱动器20、多条选通线44及多条数据线24，该多条选通线44和数据线24界定多个像素单元70，所述液晶材料中包括有液晶分子；

所述的液晶面板驱动电路对所述的液晶材料中的液晶分子施加驱动电压，该驱动电压可使得液晶分子作为光开关，以及使该液晶分子偏转不同的角度显示出不同的光强及光阶。

所述像素单元70包括：一薄膜晶体管50、一公共电极、一与薄膜晶体管50电性连接的像素电极72及一存储电容，所述薄膜晶体管50通过选通线44及数据线24分别与栅极驱动器40及源极驱动器20电性连接，所述公共电极与像素电极72形成一液晶电容，所述存储电容与该液晶电容并联连接。

所述薄膜晶体管50包括：一栅极52、一源极54及一漏极56，所述栅极52通过选通线44电性连接至栅极驱动器40，所述源极54通过数据线24电性连接至源极驱动器20，所述漏极56与像素电极72电性连接。

薄膜晶体管50是一种受控的开关元件，安全可靠。当所述栅极52上电压大于所述该薄膜晶体管50的阈值电压时，该薄膜晶体管50的源极54与漏极56导通。

在本专利中，所述栅极驱动器40包括数颗栅极驱动芯片42，所述多条选通线44对应数颗栅极驱动芯片42设置，每颗栅极驱动芯片42连接一条选通线44，进而可以根据每颗栅极驱动芯片42上施加的电压单独控制每条选通线44。

每条与该选通线44相连的薄膜晶体管50根据所述选通线44上的电压的大小使该薄膜晶体管50的源极54与漏极56处于导通或截止状态，从而控制该薄膜晶体管50所处的像素电极72上显示数据的写入。

所述源极驱动器20包括数颗源极驱动芯片22，所述多条数据线24对应数颗源极驱动芯片22设置，每颗源极驱动芯片22连接一条数据线24，所述连接在每颗源极驱动芯片22上施加的电压单独控制每条数据线24。

每条数据线24可以控制该数据线24与选通线44交叉处的薄膜晶体管50的导通和截止，在导通状态对所述的像素电极72写上液晶分子偏转的驱动电压，控制所述液晶分子的偏转角度，从而实现图像的显示。

步骤2、提供电源模块60、电源连接线路板80，所述电源连接线路板80包括：两层平行设置的印刷制板（Printing plate）82及设于两层印刷制板82的基底材料（未图示），所述一印刷制板82上设有电源路径86，另一印刷制板82上设有接地路径88，所述电源路径86及接地路径88在需要设置旁路电容处分别设置一裸铜区域84，所述两裸铜区域84及两裸铜区域84之间的基底材料形成一等效旁路电容C，进而达到旁路电容的效果；

所述在具有电源路径86的一印刷制板82上设置的一裸铜区域84连接至电源模块60，所述具有接地路径88的另一印刷制板82上设置的另一裸铜区域84连接至地线62。即该两裸铜区域84及该两裸铜区域84中的基底材料形成的电容并联在所述电源模块60及地线62之间。所述印刷制板82是在绝缘材料上，根据电源路径86或接地路径的预定设计的路线印刷制成的印刷线路板。

所述基底材料为绝缘材料，即为非导电电介质。电源连接线路板80基底材料的绝缘特性是普通电路板的基本要求，同时针对本发明，基底材料的绝缘性是形成等效旁路电容的必备条件。针对形成的等效旁路电容的大小，假设彼此对应的所述两裸铜区域84有效面积大小相等且为S，两平行印刷制板82间距为D，等效旁路电容的介电常数为ε，那么在该等效电容C的大小满足：

$C=\frac{\mathrm{\ϵ}*S}{D},---\left(1\right)$

其中因为基底材料特定，故介电常数ε固定不变（常用的FR-4材料对应介电常数ε值大小为4.6）；同一电源连接线路板，故板材厚度D也是固定不变的。

从公式(1)可以看出，在介电常数ε和厚度D固定不变的情况下，可以通过改变该有效面积S的大小控制形成等效旁路电容C的大小，从而满足旁路电路的需求。该方法在工艺上很容易实现。

所述栅极驱动芯片42和源极驱动芯片22分别具有一电源输入端，所述在本步骤中的两裸铜区域84设于每颗栅极驱动芯片42和源极驱动芯片22的电源输入端，从而使得两裸铜区域84形成的等效旁路电容C满足现有技术中旁路电容的要求。

所述电源模块60为直流转直流电源（DC-DC）。该直流转直流电源主要是将直流电转换成所述栅极52及源极54的驱动直流电压，特别是在为所述源极驱动芯片22提供驱动电压时，根据所述液晶分子的所需偏转角度的大小，提供不同的驱动直流电压。同时经所述直流转直流电源转换成的驱动直流电压是一种矩形周期波形，该波形对所述不同的栅极驱动芯片42上的相位是不同的，用这样的波形控制不同的选通线44的选通时刻，从而控制该行或者列像素电极72写入时刻。

步骤3、将栅极驱动器40及源极驱动器20通过电源连接线路板80连接至电源模块60；

步骤4、接通电源模块60，给栅极驱动器40及源极驱动器20提供电源，进而通过数据线24及选通线22控制各个像素单元70中的液晶分子旋转。

综上所述，本发明提供一种利用线路板节省旁路电容的方法，可以通过将电源连接线路板设计成两层印刷制板结构，并在两层印刷制板上分别设置电源路径及接地路径，并在电源路径及接地路径且需要设置旁路电容处设置裸铜区域，利用两裸铜区域的电容效应形成一等效旁路电容取代现有技术中的旁路电容，可以在液晶显示驱动电路中减少旁路电容的数量，降低成本以及电路复杂度。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种利用线路板节省旁路电容的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、提供一液晶面板，所述液晶面板包括：两玻璃基板及设于两玻璃基板之间的液晶材料，所述玻璃基板上形成液晶面板驱动电路，所述液晶面板驱动电路包括：栅极驱动器、源极驱动器、多条选通线及多条数据线，该多条选通线和数据线界定多个像素单元，所述液晶材料中包括有液晶分子；

步骤2、提供电源模块及电源连接线路板，所述电源连接线路板包括：两层平行设置的印刷制板及设于两层印刷制板的基底材料，所述一印刷制板上设有电源路径，另一印刷制板上设有接地路径，所述电源路径及接地路径在需要设置旁路电容处分别设置一裸铜区域，所述两裸铜区域及两裸铜区域之间的基底材料形成一等效旁路电容，进而达到旁路电容的效果；

步骤3、将栅极驱动器及源极驱动器通过电源连接线路板连接至电源模块；

步骤4、接通电源模块，给栅极驱动器及源极驱动器提供电源，进而通过数据线及选通线控制各个像素单元中的液晶分子旋转；

所述栅极驱动芯片和源极驱动芯片分别具有一电源输入端，所述步骤2中的两裸铜区域设于每颗栅极驱动芯片和源极驱动芯片的电源输入端；

所述每个等效旁路电容的裸铜区域的有效面积的大小根据该处所需旁路电容的大小设定；

所述每个等效旁路电容的容值大小根据公式设定，其中ε为基底材料的介电常数，D为基底材料板材的厚度，S为裸铜区域的有效面积。

2.如权利要求1所述的利用线路板节省旁路电容的方法，其特征在于，所述基底材料为绝缘材料。

3.如权利要求1所述的利用线路板节省旁路电容的方法，其特征在于，所述源极驱动器包括数颗源极驱动芯片，所述多条数据线对应数颗源极驱动芯片设置，进而可以单独控制每条数据线。

4.如权利要求3所述的利用线路板节省旁路电容的方法，其特征在于，所述栅极驱动器包括数颗栅极驱动芯片，所述多条选通线对应数颗栅极驱动芯片设置，进而可以单独控制每条选通线。

5.如权利要求1所述的利用线路板节省旁路电容的方法，其特征在于，所述像素单元包括：一薄膜晶体管、一公共电极、一与薄膜晶体管电性连接的像素电极及一存储电容，所述薄膜晶体管通过选通线及数据线分别与栅极驱动器及源极驱动器电性连接，所述公共电极与像素电极形成一液晶电容，所述存储电容与该液晶电容并联连接。

6.如权利要求5所述的利用线路板节省旁路电容的方法，其特征在于，所述薄膜晶体管包括：一栅极、一源极及一漏极，所述栅极通过选通线电性连接至栅极驱动器，所述源极通过数据线电性连接至源极驱动器，所述漏极与像素电极电性连接。

7.如权利要求1所述的利用线路板节省旁路电容的方法，其特征在于，所述电源模块为直流转直流电源。