CN103377635A - 显示面板的驱动电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示面板的驱动电路，其包含一电源电路，输出一驱动电源；以及一驱动单元，依据一数据讯号与驱动电源而产生一驱动讯号，以驱动显示面板；其中，在驱动电路对显示面板充电的过程中，电源电路输出的驱动电源的电压准位由低准位上升至一预定准位，以达到减少驱动电路的功率消耗的目的。

Description

显示面板的驱动电路
技术领域
本发明是有关于一种驱动电路，其尤指一种显示面板的驱动电路。
背景技术
现今科技蓬勃发展，信息商品种类推陈出新，满足了众多民众不同的需求。早期显示器多半为阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)显示器，由于其体积庞大与耗电量大，而且所产生的辐射线，对于长时间使用显示器的使用者而言有危害身体的疑虑，因此，现今市面上的显示器渐渐将由液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)取代旧有的CRT显示器。液晶显示器具有轻薄短小、低辐射与耗电量低等优点，也因此成为目前市场主流。
承上所述，液晶显示器依照数据讯号控制液晶单元的透光率，以显示影像。由于主动矩阵型液晶显示器采用主动控制开关装置，因此该类液晶显示器于显示动画方面具有优势，而薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)则为主要用于主动矩阵型液晶显示器的相关装置。
请参阅图1，其为习知液晶显示器的驱动系统的示意图。如图所示，驱动系统包含一显示面板10、一扫描驱动电路12、一数据驱动电路14、一时序控制电路16与一珈玛电路18。显示面板10用以显示影像，扫描驱动电路12用以依据产生并传送复数扫描讯号至显示面板10，以驱动显示面板10。珈玛电路18用以产生复数珈玛电压，数据驱动电路14利用珈玛电路18所产生的该些珈玛电压作为该些参考电压，并依据复数显示数据而选择该些参考电压以产生并传送复数数据讯号至显示面板10，以使显示面板10依据该些数据讯号而显示影像。时序控制电路16产生一时序控制讯号，并传送扫描控制讯号至扫描驱动电路12，与传送数据控制讯号至数据驱动电路14，以控制扫描驱动电路12与数据驱动电路14传送该些扫描讯号与该些数据讯号至显示面板10的时序。
请一并图2，其为习知液晶显示器的驱动讯号的波形图。珈玛电路18产生该些参考电压而提供该些参考电压至数据驱动电路14的一数字模拟转换电路，数字模拟转换电路选择该些参考电压之一而产生一选择电压Vsel，并传送选择电压Vsel至数据驱动电压14的一缓冲器，缓冲器根据选择电压Vsel产生驱动讯号，以驱动显示面板10。其中，显示面板10对数据驱动电路14而言，可以等效于一阶RC电路。
如图2所示，其为最基本的显示面板10充电过程，为了方便说明，于此简化了充电过程可以包含了电荷回收(charge recycling)或预充电(pre-drive)过程。AVDD为供应缓冲器的电源电路产生的电压，Vsel为数字模拟电路选择出参考电压而产生的选择电压，SL为显示面板10的等效电容上的电压。假设显示面板10开始充电时，等效电容上的电压为0，那么几乎所有的电压都会落在等效电阻上与缓冲器上。在显示面板10充电的过程中，等效电容上的电压慢慢上升，则落在等效电阻上与缓冲器上的电压会越来越小，则图2上斜线部分的面积约可等效成损失掉的能量。因此，如何减少损失掉的能量而达到节省驱动电路的功率消耗的目的，其为目前业者所需要努力追求的目标。
因此，本发明针对上述问题提供了一种在显示面板充电的过程中，提供上升的驱动电源至数据驱动电路的驱动单元，以达到减少过多的功率消耗目的的显示面板的驱动电路。
发明内容
本发明的一目的，在于提供一种显示面板的驱动电路，藉由在显示面板充电的过程中，提供上升的驱动电源至驱动电路的驱动单元，以减少驱动电路的功率消耗。
本发明的一目的，在于提供一种显示面板的驱动电路，利用一升降压转换电路作为电源电路，以在显示面板充电的过程中，提供上升的驱动电源至驱动电路的驱动单元，以减少驱动电路的功率消耗。
本发明的一目的，在于提供一种显示面板的驱动电路，利用一电荷帮浦电路作为电源电路，以在显示面板充电的过程中，提供上升的驱动电源至驱动电路的驱动单元，以减少驱动电路的功率消耗。
为了达到上述所指称的各目的与功效，本发明揭示了一种显示面板的驱动电路，其包含：一电源电路，输出一驱动电源；以及一驱动单元，依据一数据讯号与驱动电源而产生一驱动讯号，以驱动显示面板；其中，在显示面板充电的过程中，驱动电源的电压准位上升至一预定准位。
实施本发明产生的有益效果是：本发明显示面板的驱动电路包含一电源电路与一驱动单元，在数据驱动电路对显示面板充电的过程中，电源电路输出的驱动电源的电压准位由低准位逐渐上升至一预定准位，以达到减少驱动电路的功率消耗的目的。
附图说明
图1：其为习知液晶显示器的驱动系统的示意图；
图2：其为习知液晶显示器的驱动讯号的波形图；
图3：其为本发明的显示面板的驱动电路的方块图；
图4A：其为本发明的第一实施例的电源电路的电路图；
图4B：其为本发明的第一实施例的驱动讯号的波形图；
图5A：其为本发明的第二实施例的电源电路的电路图；以及
图5B：其为本发明的第二实施例的驱动讯号的波形图。
【图号对照说明】
10                            显示面板
12                            扫描驱动电路
14                            数据驱动电路
15                            数字模拟转换电路
16                            时序控制电路
18                            珈玛电路
100                           电容
141                           电源电路
143                           缓冲器
AP、DP                        驱动电源
AVDD                          预定准位
CO                             输出电容
C1、C2                         电容
D1、D2                         二极管
L                              电感
M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、开关
M8、M9、M10、M11、M12
R                              负载
S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、切换讯号
S9、S10、S11、S12
SL                             驱动讯号
T1、T2、T3、T4                 时间
VIN                            输入电源
VL                             电感电压
具体实施方式
在说明书及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的组件。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一个组件。本说明书及后续的申请专利范围并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组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”。以外，“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，或透过其它装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。
为使对本发明的特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，谨佐以较佳的实施例及配合详细的说明，说明如后：
请参阅图3，其为本发明的显示面板的驱动电路的方块图。如图所示，本发明的显示面板的驱动电路应用于数据驱动电路14中，以接收珈玛电路18所产生的复数参考电压的准位，因此本发明的数据驱动电路14中包含有复数驱动单元，但该些驱动单元分别包含有一数字模拟转换电路15与一缓冲器143，并且该些驱动单元中的模拟转换电路15与缓冲器143分别耦接不同的电源电路，以接收不同的供应电源，该些驱动单元的数字模拟转换电路15耦接一电源电路140，电源电路140提供固定的供应电源至数字模拟转换电路15，以供数字模拟转换电路15可选择该些参考电压之一而产生选择电压Vsel；该些驱动单元的缓冲器143耦接耦接一电源电路141，在此仅以其中一组驱动单元做说明。电源电路141输出一驱动电源AP至缓冲器143。缓冲器143依据驱动电源AP与数字模拟转换电路15产生的选择电压Vsel而产生一驱动讯号SL，并输出驱动讯号SL至显示面板10的一等效电容100，并使驱动讯号SL对等效电容100充电，以驱动显示面板10显示影像。其中，电源电路141输出的驱动电源AP的电压准位为逐渐上升至一预定准位AVDD，并非为固定电源。其中，缓冲器143为运算放大器。
由上述可知，本发明可利用在显示面板10充电过程中改变电源电路(dc/dc converter)的倍压倍率来达到省电的目的。如图5B所示，在显示面板10充电了过程中改变电源电路141的倍压倍率。则电源电路141输出的驱动电源AP会由低电压慢慢切换至高电压AVDD，这时落在等效电阻与缓冲器143上的电压会大幅减少，换言的，图5B中斜线部分的面积大幅减少，也就是说，浪费掉的能量可以大幅减少，因此能达到省电的目的，下面图5A为图5B的电源电路的实施例，此实施例中电源电路141为一个可变倍率的电荷泵Chargepump，但并不局限于图5A所示的电荷泵，亦可为其它电源电路141，只要电源电路141可以在显示面板10充电过程中，电源电路141输出的驱动电源AP的电压准位为逐渐上升至预定准位AVDD皆为本发明所要保护的范围。
另外，本发明的电源电路141也可以为电感式的电源电路(dc/dcconverter)，如图4A所示，其充电过程如第4B所示，在显示面板10充电过程透过脉波宽度调变PWM的控制来达到电源电路141输出慢慢变高来达到省电的目的。综上所述，本发明的电源电路141并不局限任何型式的电源电路(dc/dcconverter)，其电源电路的输出只要慢慢变高再加上有一定的转换效率，都能达到省电的目的。以下是针对电源电路141为电感式或电容式进行详细的说明。
此外，数字模拟转换电路15用以转换一输入讯号而产生数据讯号，数字模拟转换电路15耦接珈玛电路18，并接收珈玛电路18所产生的复数珈玛电压的一作为输入讯号与显示数据，数字模拟转换电路15依据显示数据而选择，而珈玛电路18依据一珈玛曲线而产生校正数据。
请参阅图4A，其为本发明的第一实施例的电源电路的电路图。如图所示，本实施例的电源电路141为一升降压转换电路，其包含复数开关M1与M2、复数二极管D1与D2、一电感L以及一输出电容CO。开关M1的一第一端耦接一输入电源VIN，并依据一切换讯号S1而截止或导通输入电源VIN。二极管D1的正极端耦接输入电源VIN的负极端，二极管D1的负极端耦接开关M1的一第二端。电感L的一第一端耦接开关M1的第二端。开关M2的一第一端耦接电感L的一第二端，而开关M2的一第二端耦接输入电源VIN的负极端。二极管D2的正极端耦接电感L的第二端。输出电容CO的一第一端耦接二极管D2的负极端，而输出电容CO的一第二端耦接输入电源VIN的负极端。
本实施例的电源电路141可藉由升压模式或降压模式，达到使驱动电源AP的电压准位逐渐上升至预定准位。例如，当藉由升压模式时，首先分别传送复数切换讯号S1、S2至开关M1、M2的控制端，以同时导通开关M1、M2，此时输入电源VIN对电感L进行充电，电能以磁能形式储存于电感L中，且流经电感L的电流II线性上升，并经一段时间后持续导通开关M1而截止开关M2，此时电感L两端产生与原极性相反的电感电压VL，以使电感L经由二极管D2持续提供电流IL至输出电容CO与负载R，且此时电感L与输入电源VIN为串联，因此输出电容CO会逐渐被充电至输入电源VIN与电感电压VL的总和，且输出电容CO上的电压为线性上升，而此输出电容CO上的电压即为负载R上的驱动电源AP，也就是AP＝VIN+VL，因此驱动电源AP的电压准位会高于输入电源VIN。
当藉由降压模式时，分别传送该些切换讯号S1、S2至开关M1、M2的控制端，以导通开关M1而截止开关M2，此时输入电源VIN同时对电感L与输出电容CO进行充电，电感L逐渐被充电至电感电压VL，而输出电容CO逐渐被充电至VIN-VL，接着同时截止开关M1与M2，此时电感L两端产生与原极性相反的电感电压VL，以使电感L经由二极管D2持续提供电流IL至输出电容CO与负载R，由上述可知，输出电容CO上的电压VIN-VL即为驱动电源AP，也就是AP＝VIN-VL，因此驱动电源AP的电压准位会低于输入电源VIN。
其中，本实施例的开关M1与M2不仅限于任何形式的开关，可利用任意本领域中所习知的开关组件以导通或截止电源电路141。
基于上述，本发明的第一实施例的电源电路141可藉由升压模式或降压模式与开关的PWM控制来达到提供线性逐渐上升的驱动电源AP的目的。
请一并参阅图4B，其为本发明的第一实施例的驱动讯号的波形图。如图所示，由于驱动电源AP是以略高于驱动讯号SL的电压准位而线性逐渐上升至预定准位AVDD，因此相较于习知驱动电路，本实施例可减少驱动电路约45％的功率消耗。
请参阅5A图，其为本发明的第二实施例的电源电路的电路图。如图所示，本实施例的电源电路141为一多模式的电荷帮浦电路，其包含复数开关M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9、M10、M11、M12与复数电容C1、C2。开关M3的一第一端耦接输入电源VIN，而开关M3的一第二端耦接电容C1的一第一端与开关M4的一第一端。开关M4的一第二端耦接一输出端。开关M5的一第一端耦接一电容C1的一第二端、开关M6的一第二端与开关M11的一第二端，而开关M5的一第二端耦接接地端。开关M6的一第一端耦接输出端。开关M7的一第一端耦接输入电源VIN，而开关M7的一第二端耦接开关M11的一第一端、开关M8的一第二端与电容C2的一第一端。开关M8的一第一端耦接输出端。开关M9的一第一端耦接输入电源VIN，而开关M9的一第二端耦接电容C2的一第二端、开关M10的一第二端与开关M12的一第二端。开关M10的一第一端耦接输出端。开关M12的一第一端耦接接地端。
多模式的电荷帮浦的控制透过两个时间周期来控制不同的开关来等到不同倍率的电压输出，在第一个时间周期仅导通开关M3、M11、M12，使输入电源VIN对电容C1、C2进行充电，在第二个时间周期仅导通开关M5、M4、M12、M8，使电容C1、C2并联而产生并输出驱动电源AP，如此，在第一个时间周期与第二个时间周期间来回运作则可得到二分之一的输入电源VIN。若在第一个时间周期与第二个时间周期都导通开关M3、M4则可得到一倍的输入电源VIN。若在第一个时间周期仅导通开关M3、M11、M12，在第二个时间周期仅导通开关M9、M8、M13、M4则可得到3/2的输入电源VIN。若在第一个时间周期仅导通开关M3、M5、M9、M8，则在第二个时间周期仅导通开关M13、M4、M7、M12则可得到2倍的输入电源VIN。
请一并参阅图5B，其为本发明的第二实施例的驱动讯号的波形图。如图所示，由于驱动电源AP是以略高于驱动讯号SL的电压准位而步阶式分为四阶段逐渐上升至预定准位AVDD，因此相较于习知驱动电路，本实施例可减少驱动电路约39％的功率消耗。
综上所述，本发明的显示面板的驱动电路包含一电源电路与一驱动单元，在数据驱动电路对显示面板充电的过程中，电源电路输出的驱动电源的电压准位由低准位逐渐上升至一预定准位，以达到减少驱动电路的功率消耗的目的。
上文仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种显示面板的驱动电路，其特征在于，其包含：
一电源电路，输出一驱动电源；以及
一驱动单元，依据一数据讯号与该驱动电源而产生一驱动讯号，以驱动一显示面板；
其中，在该显示面板充电的过程中，该电源电路的该驱动电源的电压准位由一低准位上升至一预定准位。
2.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，其中该电源电路包含：
一升降压转换电路，依据一输入电源而产生该驱动电源，该驱动电源为线性上升至该预定准位。
3.如权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，其中该升降压转换电路包含：
一第一开关，该第一开关的一第一端接收该输入电源，用以依据一第一切换讯号而导通或截止；
一第一二极管，具有一正极端与一负极端，该负极端耦接该第一开关的一第二端；
一电感，该电感的一第一端耦接该第一二极管的该负极端，并依据该第一开关的导通使该输入电源对该电感进行充电，以产生一电感电压；
一第二开关，该第二开关的一第一端耦接该电感的一第二端，用以依据一第二切换讯号而导通或截止；
一第二二极管，该第二二极管的一正极端耦接该第二开关的该第一端；以及
一输出电容，该输出电容的一第一端耦接该第二二极管的一负极端，并依据该电感电压产生该驱动电源。
4.如权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，其中当该第一开关与该第二开关皆导通时，该输入电源经由该第一开关对该电感进行充电以产生该电感电压，而当该第一开关导通，该第二开关截止时，该输入电源与该电感经由该第二二极管对该输出电容充电，以产生该驱动电源。
5.如权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，其中当该第一开关导通而第二开关截止时，该输入电源经由该第一开关与该第二二极管同时对该电感与该输出电容充电，以产生该电感电压与该驱动电源。
6.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，其中该电源电路包含：
一电荷帮浦电路，依据一输入电源而产生该驱动电源，该驱动电源为步阶式上升至该预定准位。
7.如权利要求6所述的驱动电路，其特征在于，其中该电荷帮浦电路包含：
一第一开关，该第一开关的一第一端耦接该输入电源，并依据一第一切换讯号而导通或截止；
一第二开关，该第二开关的一第一端耦接该第一开关的一第二端，并依据一第二切换讯号而导通或截止；
一第一电容，该第一电容的一第一端耦接该第二开关的该第一端；
一第三开关，该第三开关的一第一端耦接该第一电容的一第二端，而该第三开关的一第二端耦接一接地端，并依据一第三切换讯号而导通或截止；
一第四开关，该第四开关的一第一端耦接一输出端，而该第四开关的一第二端耦接该第三开关的该第一端，并依据一第四切换讯号而导通或截止；
一第五开关，该第五开关的一第一端耦接该输入电源，并依据一第五切换讯号而导通或截止；
一第六开关，该第六开关的一第一端耦接该输出端，而该第六开关的一第二端耦接该第五开关的一第二端，并依据一第六切换讯号而导通或截止；
一第二电容，该第二电容的一第一端耦接该第六开关的该第二端；
一第七开关，该第七开关的一第一端耦接该输入电源，并依据一第七切换讯号而导通或截止；
一第八开关，该第八开关的一第一端耦接该输出端，而该第八开关的一第二端耦接该第二电容的一第二端，并依据一第八切换讯号而导通或截止；
一第九开关，该第九开关的一第一端耦接该第二电容的该第一端，而该第九开关的一第二端耦接该第一电容的该第二端，并依据一第九切换讯号而导通或截止；以及
一第十开关，该第十开关的一第一端耦接该接地端，而该第十开关的一第二端耦接该第二电容的该第二端，并依据一第十切换讯号而导通或截止；
其中，该第一电容与该第二电容依据该些开关的导通或截止，使输入电源对该第一电容与该第二电容进行充电，或使该第一电容与该第二电容进行放电而产生该驱动电源。
8.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，其应用于该显示面板的一数据驱动电路。
9.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，其更包含：
一数字模拟转换电路，转换一输入讯号，而产生该数据讯号。
10.如权利要求9所述的驱动电路，其特征在于，其更包含：
一珈玛电路，依据一珈玛曲线而产生并传送该输入讯号至该数字模拟转换电路。
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