CN103262147A - 电源电路以及使用了该电源电路的显示器装置 - Google Patents
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Abstract
电源电路(100)驱动在液晶面板(2)的背面设置的、至少包括一个LED的LED阵列(8),且对驱动液晶面板(2)的源极驱动器(6)提供电力。源极驱动器(6)以及LED阵列(8)进行纵堆积,使得各自的电源电流流过同一路径。电流驱动器(161~16n)设置在LED串(81~8n)的路径上,生成驱动电流(IDRV1~IDRVn)。第一电源电路(10)对LED阵列(8)、电流驱动器(16)以及源极驱动器(6)纵堆积而形成的负载电路(7)的两端之间(P1-P2)提供电力。第二电源电路(20)对源极驱动器(6)的两端之间(PVDD-PVSS)提供电力。
Description
技术领域
本发明涉及液晶面板的驱动技术。
背景技术
图1是表示包括液晶面板的显示器装置1001的结构的电路图。液晶面板2包括多个数据线LD、配置成与数据线LD正交的多个扫描线LS、在数据线LD和扫描线LS的交点以矩阵状配置的多个像素电路TFT(薄膜晶体管)。
在液晶面板2的背面,作为背光而设置有发光二极管的阵列或者串(以下,称为LED阵列)8。栅极驱动器4依次选择多个扫描线LS。源极驱动器6对各个数据线LD施加与对应的像素的亮度对应的驱动电压。
LED驱动电路1010驱动LED阵列8。LED驱动电路1010包括对LED阵列8的一端(阳极)提供25V左右的驱动电压VOUT1的开关电源1012以及控制流过LED阵列8的驱动电流的电流驱动器1014。开关电源1020对源极驱动器6提供10V左右的驱动电压VOUT2。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平8-320674号公报
发明内容
发明要解决的课题
例如,在10英寸的液晶面板的情况下,流过LED阵列8的电流成为20mA左右、流过源极驱动器6的电流成为40mA左右。这里,流过LED阵列8的驱动电流是从开关电源1012提供,流过源极驱动器6的电流是从开关电源1020提供。因此,需要根据分别流过作为负载的LED阵列8和源极驱动器6的电流来设计开关电源1012和开关电源1020各自的电流能力。即,具有几十mA的驱动能力的开关电源需要2个系统,系统变得复杂。
本发明是鉴于这样的状况而完成的,其某一方式的例示性的目的之一在于,简化液晶面板的驱动系统。
用于解决课题的手段
本发明的一个方式涉及电源电路,其驱动在液晶面板的背面设置的、至少包括一个发光二极管的发光二极管阵列,且对驱动液晶面板的液晶驱动器提供电力。在电源电路中,液晶驱动器以及发光二极管阵列进行纵堆积,使得各自的电源电流流过同一路径。电源电路包括:电流驱动器,设置在发光二极管阵列的路径上,生成驱动电流;第一电源电路,对发光二极管阵列、电流驱动器以及液晶驱动器纵堆积而形成的负载电路的两端之间提供电力;以及第二电源电路,对液晶驱动器的两端之间提供电力。
根据这个方式,由于回收流过发光二极管阵列的电流而提供给液晶驱动器,所以能够比现有的系统降低第二电源电路的负载电流。其结果,能够简化第二电源电路。
也可以在一个方式中,发光二极管阵列包括发光二极管串,该发光二极管串包括串联连接的多个发光二极管。发光二极管串的阳极为负载电路的一端,电流驱动器的一端连接到发光二极管串的阴极,电流驱动器的另一端连接到液晶驱动器的上侧电源端子,液晶驱动器的下侧电源端子为负载电路的另一端且接地。
电流驱动器也可以包括恒流电路,该恒流电路在发光二极管串的路径上设置且生成与发光二极管串的目标亮度对应的驱动电流。第一电源电路也可以包括开关调节器,该开关调节器稳定发光二极管阵列的阳极的电压,使得恒流电路的压降成为规定电平。
发光二极管阵列也可以包括发光二极管串,该发光二极管串包括串联设置的多个发光二极管。电流驱动器也可以包括在发光二极管串的路径上设置的电阻。第一电源电路也可以包括开关调节器,该开关调节器生成发光二极管阵列的阳极的电压,使得电阻的压降成为与发光二极管串的亮度的目标值对应的规定电平。
第二电源电路也可以包括电荷泵电路。此时,与使用开关调节器的情况相比能够降低成本。
液晶驱动器也可以是驱动液晶面板的数据线的源极驱动器。
本发明的其他方式是显示器装置。该显示器装置包括:液晶面板;发光二极管阵列,在液晶面板的背面设置;液晶驱动器,驱动液晶面板;以及上述的任一方式的电源电路,驱动发光二极管阵列且对液晶驱动器提供电力。
另外,将以上的结构元素的任意的组合或将本发明的结构元素或表现在方法、装置、系统等之间相互置换的方案也作为本发明的方式而有效。
发明效果
根据本发明,能够简化液晶面板的驱动系统。
附图说明
图1是表示包括液晶面板的显示器装置的结构的电路图。
图2是表示实施方式的显示器装置的结构的电路图。
图3是表示第一变形例的显示器装置的结构的电路图。
图4是表示第二变形例的显示器装置的结构的电路图。
具体实施方式
以下,基于优选的实施方式,参照附图说明本发明。对于在各个附图中表示的相同或者相等的结构元素、部件、处理赋予相同的标号,并适当地省略重复的说明。此外,实施方式为例示而不是用于限定发明,在实施方式中记述的全部特征或其组合并不一定是发明的本质性的。
在本说明书中,“部件A连接到部件B的状态”包括部件A和部件B以物理方式直接连接的情况以及部件A和部件B经由不对电连接状态产生影响的其他部件而间接连接的情况。同样地,“部件C设置在部件A和部件B之间的状态”除了部件A和部件C或者部件B和部件C直接连接的情况之外,还包括经由不对电连接状态产生影响的其他部件而间接连接的情况。
图2是表示实施方式的显示器装置1的结构的电路图。显示器装置1包括液晶面板2、栅极驱动器4、源极驱动器6、LED阵列8以及电源电路100。
栅极驱动器4依次选择液晶面板2的多个扫描线LS。源极驱动器6对数据线LD施加与对应的像素的亮度对应的驱动电压。LED阵列8作为背光而配置在液晶面板2的背面。LED阵列8包括多个LED串联连接而形成的多个LED串。多个LED串81~8n的阳极共同连接。
实施方式的电源电路100驱动LED阵列8且对源极驱动器6提供电力。在本实施方式中,源极驱动器6以及LED阵列8进行纵堆积(stack),使得各自的电源电流流过同一路径。
电源电路100包括电流驱动器16、第一电源电路10、第二电源电路20。对每个LED串81~8n设置电流驱动器161~16n。具体而言,第i电流驱动器16i设置在对应的LED串8i的路径上,生成流过LED串8i的驱动电流IDRVi。
即,LED阵列8、电流驱动器16、源极驱动器6纵堆积而形成负载电路7。LED串81~8n的共同连接的阳极为负载电路7的一端P1。多个电流驱动器161~16n的各自的一端连接到对应的LED串81~8n的阴极。多个电流驱动器161~16n的另一端共同连接,且连接到源极驱动器6的上侧电源端子PVDD。源极驱动器6的下侧电源端子PVSS为负载电路7的另一端P2且接地。
第一电源电路10对负载电路7的两端之间(P1-P2)提供电力。具体而言,对负载电路7的一端P1提供驱动电压VOUT1。第一电源电路10包括开关调节器12以及控制电路14。由于开关调节器12的拓扑为一般的拓扑,所以省略说明。控制电路14通过反馈来调节开关调节器12的开关晶体管M1的导通、截止的占空比,稳定LED串8的阳极的电压VOUT1。
第二电源电路20对源极驱动器6的两端之间(PVDD-PVSS)提供电力。具体而言,稳定源极驱动器6的上侧电源端子PVDD的电位VOUT2。
将应对LED串8以及电流驱动器16的两端之间提供的电压设为V1,将用于使源极驱动器6动作所需的电压设为V2。例如,V1=25V、V2=10V。此时,第一电源电路10在负载电路7的两端之间产生V1+V2=35V的驱动电压VOUT1。第二电源电路20在源极驱动器6的两端之间产生V2=10V的驱动电压VOUT2。
例如,电流驱动器16i包括生成与对应的LED串8i的目标亮度对应的驱动电流IDRVi的恒流电路。恒流电路的结构并没有特别限定,使用公知的技术即可。恒流电路若其两端之间的电位差小于某一电平,则不能生成期望的驱动电流。因此,控制电路14调节开关调节器12的开关晶体管M1的开关的占空比,使得电流驱动器16i的两端之间的电压与规定电平一致。在有多个LED串8的情况下,也可以监视多个电流驱动器161~16n的每个的两端之间的电压,并进行反馈控制,使得其中最低的电压与规定电平一致。通过该反馈,电压VOUT1能够稳定为能够使LED串8以期望的亮度发光的电平。
在有一个LED串的情况下,也可以将电流驱动器16作为电阻。此时,控制电路14也可以稳定LED串8的阳极的电压VOUT1,使得电阻的压降与对应于亮度的目标电平一致。
第二电源电路20例如由电荷泵电路或者由电荷泵电路和线性调节器的组合而构成。或者,第二电源电路20也可以与第一电源电路10相同地为开关调节器。
以上为显示器装置1的结构。接着,说明其动作。
由控制电路14调节电流驱动器16产生的驱动电流IDRV,控制LED串8的亮度。该驱动电流IDRV从第一电源电路10提供。
流过LED串8的驱动电流IDRV流入源极驱动器6的上侧电源端子PVDD。即,驱动电流IDRV被用作源极驱动器6的动作电流IDD的一部分。
图2的电源电路100的优点通过与图1的系统进行对比而明确。当前设为IDRV=20mA、IDD=40mA。在图1的系统中,LED串8的驱动电流IDRV从开关电源1012提供,源极驱动器6的动作电流IDD从开关电源1020提供。因此,开关电源1012的驱动能力需要20mA,开关电源1020的驱动能力需要40mA。
另一方面,在图2的电源电路100中,第一电源电路10的驱动能力为20mA,与图1的开关电源1012相同。此外,第二电源电路20的驱动能力为20mA即可,这为图1的开关电源1020的1/2。即,在图2的电源电路100中,能够使用电荷泵电路等而以低成本构成第二电源电路20,能够简化系统整体。即使是在使用开关调节器来构成第二电源电路20的情况下,与图1的系统相比,也存在能够减小电感器或开关晶体管的尺寸的优点。
上述实施方式为例示,本领域的技术人员应该理解在这些各结构元素或各处理的组合可以有各种变形例,且这样的变形例也包含在本发明的范围中。
在实施方式中,说明了将LED串8和源极驱动器6进行堆积的情况,但也可以将LED串8和栅极驱动器4进行堆积,或者也可以将LED串8和定时控制器进行堆积。
图3是表示第一变形例的显示器装置1a的结构的电路图。在图3的显示器装置1a中,LED串8和栅极驱动器4进行堆积,电源电路100a对LED串8和栅极驱动器4提供电源电压。
电源电路100a除了图2的电源电路100a之外,还包括第三电源电路22。第二电源电路20a生成栅极驱动器4的上侧的电源电压PVDD_G。上侧的电源电压PVDD_G为源极驱动器6的上侧电源电压PVDD_S的3倍左右的电压。第三电源电路22生成栅极驱动器4的下侧的电源电压PVSS_G。电源电压PVSS_G为PVDD_S的(-2)倍的负电压。第二电源电路20a也可以由电荷泵电路和线性调节器的组合或者由开关调节器构成。第三电源电路22也可以由生成负电压的反向电荷泵电路和线性调节器构成。
图4是表示第二变形例的显示器装置1b的结构的电路图。在图4的显示器装置1b中,LED串8和定时控制器5进行堆积,电源电路100b与图2的电源电路100同样地构成,对被堆积的LED串8和定时控制器5提供电源电压PVDD_T。定时控制器5的上侧电源电压PVDD_T例如为1.5V左右。
定时控制器5接受视频信号S1,并对栅极驱动器4输出同步信号,对源极驱动器6输出同步信号和各像素的亮度数据。栅极驱动器4与来自定时控制器5的同步信号同步地依次选择多个扫描线LS。源极驱动器6与来自定时控制器5的同步信号同步地对各像素的亮度数据进行D/A变换而生成驱动电压,并施加到对应的数据线LD。
此外,并没有限定负载电路7堆积的顺序。在LED串8的消耗电流大于源极驱动器6(栅极驱动器、定时控制器)的消耗电流的情况下,也可以将源极驱动器6(栅极驱动器、定时控制器)配置在高电位侧、将LED串8配置在低电位侧。
在实施方式中,说明了驱动电压VOUT1、VOUT2都是正的电压的情况,但本发明并不限定于此。将图2的结构反转,对负载电路7的一端施加负的驱动电压,对负载电路7的另一端施加接地电压的拓扑也包含在本发明的范围中。此时,将第一电源电路10和第二电源电路20置换为负电源即可。
以上,基于实施方式说明了本发明,但实施方式只不过是表示本发明的原理、应用的,在实施方式中,在不脱离在权利要求书中规定的本发明的思想的范围内,当然能够进行较多的变形例或配置的变更。
标号说明
1……显示器装置、2……液晶面板、LD……数据线、LS……扫描线、4……栅极驱动器、6……源极驱动器、7……负载电路、8……LED阵列、10……第一电源电路、12……开关调节器、14……控制电路、16……电流驱动器、20……第二电源电路、100……电源电路。
产业上的可利用性
本发明能够利用于液晶面板的驱动电路。
Claims (9)
1.一种电源电路,驱动在液晶面板的背面设置的、至少包括一个发光二极管的发光二极管阵列,且对驱动所述液晶面板的液晶驱动器提供电力,其特征在于,
所述液晶驱动器以及所述发光二极管阵列进行纵堆积,使得各自的电源电流流过同一路径,
所述电源电路包括:
电流驱动器,设置在所述发光二极管阵列的路径上,生成驱动电流;
第一电源电路,对所述发光二极管阵列、所述电流驱动器以及所述液晶驱动器纵堆积而形成的负载电路的两端之间提供电力;以及
第二电源电路,对所述液晶驱动器的两端之间提供电力。
2.如权利要求1所述的电源电路,其特征在于,
所述发光二极管阵列包括发光二极管串,该发光二极管串包括串联设置的多个发光二极管,
所述发光二极管串的阳极为所述负载电路的一端,
所述电流驱动器的一端连接到所述发光二极管串的阴极,
所述电流驱动器的另一端连接到所述液晶驱动器的上侧电源端子,
所述液晶驱动器的下侧电源端子为所述负载电路的另一端且接地。
3.如权利要求2所述的电源电路,其特征在于,
所述电流驱动器包括恒流电路,该恒流电路在所述发光二极管串的路径上设置且生成与所述发光二极管串的目标亮度对应的驱动电流,
所述第一电源电路包括开关调节器,该开关调节器稳定所述发光二极管阵列的阳极的电压,使得所述恒流电路的压降成为规定电平。
4.如权利要求2所述的电源电路,其特征在于,
所述电流驱动器包括在所述发光二极管串的路径上设置的电阻,
所述第一电源电路包括开关调节器,该开关调节器稳定所述发光二极管阵列的阳极的电压,使得所述电阻的压降成为与所述发光二极管串的亮度的目标值对应的规定电平。
5.如权利要求1至4的任一项所述的电源电路,其特征在于,
所述第二电源电路包括电荷泵电路。
6.如权利要求1至5的任一项所述的电源电路,其特征在于,
所述液晶驱动器为驱动所述液晶面板的数据线的源极驱动器。
7.如权利要求1至5的任一项所述的电源电路,其特征在于,
所述液晶驱动器为驱动所述液晶面板的栅极线的栅极驱动器。
8.如权利要求1至5的任一项所述的电源电路,其特征在于,
所述液晶驱动器为定时控制器。
9.一种显示器装置,其特征在于,包括:
液晶面板;
发光二极管阵列,在所述液晶面板的背面设置;
液晶驱动器,驱动所述液晶面板;以及
权利要求1至7的任一项所述的电源电路,驱动所述发光二极管阵列且对所述液晶驱动器提供电力。
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