TWI399908B

TWI399908B - 顯示系統

Info

Publication number: TWI399908B
Application number: TW99103811A
Authority: TW
Inventors: Ssu Chieh Yang; Yaw Guang Chang; Hsien Ting Huang
Original assignee: Himax Tech Ltd
Priority date: 2009-02-12
Filing date: 2010-02-08
Publication date: 2013-06-21
Also published as: TW201031094A; TW201031095A; TWI505616B

Description

顯示系統

本發明係關於一種顯示系統，尤指一種將一充電泵(charge pump)電路設置在其顯示裝置外部之一軟性印刷電路板上，以改善其電壓轉換效率的顯示系統。

充電泵係為一種直流電壓轉換器(DC to DC converter)，其使用電容作為能量儲存元件來建立一個輸出電壓更高或輸出電壓更低的電壓源。充電泵可使用一些形式的切換裝置來控制電壓至電容的連接，此外，基於控制器以及電路結構，充電泵可產生雙倍電壓、三倍電壓、半電壓、反向電壓、分數乘積、特定比例的電壓(例如x3/2、x4/3、x 2/3等)或是任意的電壓。

在傳統的中小尺寸薄膜電晶體液晶顯示(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，TFT-LCD)裝置上，隨著螢幕尺寸越來越大，其所須消耗的電流也越來越大，此時若將充電泵電路設置於薄膜電晶體液晶顯示裝置上的驅動電路端，則受限於銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)薄膜的電阻，其電壓轉換效率會因而變差。

另外，由於系統端希望能夠直接提供2.0V～4.8V的輸入電壓給薄膜電晶體液晶顯示裝置上的驅動電路端，因此充電泵電路就必須要能夠支援不同倍數(例如1.5倍、2倍或者3倍)的電壓轉換倍率來提供所要的輸出電壓。

因此，本發明的目的之一在於提供一種顯示系統，以解決上述之問題。

本發明係揭露一種顯示系統，其包含有一顯示裝置、一驅動電路、一軟性印刷電路板、一充電泵電路以及一控制電路。該驅動電路係設置於該顯示裝置上，用來驅動該顯示裝置。該軟性印刷電路板係以外接方式耦接於該顯示裝置。該充電泵電路係設置於該軟性印刷電路板上，用來產生至少一輸出電壓至該驅動電路。該控制電路係設置於該顯示裝置上並耦接於該驅動電路，用來產生複數個控制訊號以控制該充電泵電路。該充電泵電路具有耦接於該控制電路的複數個控制埠，用來分別接收該控制電路所產生的該些控制訊號。

本發明另揭露一種顯示系統，其包含有一顯示裝置、一驅動電路、一軟性印刷電路板、一充電泵電路以及一控制電路。該驅動電路係設置於該顯示裝置上，用來驅動該顯示裝置。該軟性印刷電路板係以外接方式耦接於該顯示裝置。該充電泵電路係設置於該軟性印刷電路板上，用來產生至少一輸出電壓至該驅動電路。該控制電路係設置於該顯示裝置上並耦接於該驅動電路，用來產生一控制訊號以控制該充電泵電路。該充電泵電路具有耦接於該控制電路的一第一控制埠，用來接收該控制電路所產生的該控制訊號，以及一第二控制埠，用來接收一參考電壓。

在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。另外，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。

在本發明之實施例中，充電泵電路係從薄膜電晶體液晶顯示裝置的驅動電路中移至軟性印刷電路板上，因此需要考慮如何去控制設置於軟性印刷電路板上之充電泵電路的運作。請參考第1圖，第1圖為本發明一實施例中顯示系統100的示意圖。顯示系統100包含有(但不侷限於)一顯示裝置110、一面板120、一驅動電路130、一控制電路140、一軟性印刷電路板150以及一充電泵電路160。面板120係設置於顯示裝置110上，而驅動電路130亦設置於顯示裝置110上，用來驅動面板120。控制電路140亦設置於顯示裝置110上並耦接於驅動電路130，用來產生複數個控制訊號，例如SC1/SC1’以及SC2/SC2’，以控制充電泵電路160的運作。軟性印刷電路板150係以外接方式耦接於顯示裝置110，而充電泵電路160則設置於軟性印刷電路板150上，用來根據控制電路140所產生的控制訊號SC1/SC1’以及SC2/SC2’來產生至少一輸出電壓至驅動電路130。

此外，充電泵電路160包含有複數個控制埠(例如162_1以及162_2)、一充電泵單元164以及一處理單元166。於本實施例中，控制埠162_1、162_2皆耦接於控制電路140，用以分別接收控制電路140所產生的控制訊號SC1/SC1’以及SC2/SC2’。充電泵單元164係用以產生至少該輸出電壓至驅動電路130。處理單元166係耦接於控制埠162_1、162_2以及充電泵單元164之間，用以藉由控制埠162_1、162_2來接收控制電路140所產生的控制訊號SC1/SC1’以及SC2/SC2’，以及根據控制訊號SC1/SC1’以及SC2/SC2’來控制充電泵單元164。充電泵電路160會根據控制訊號SC1/SC1’以及SC2/SC2’來設定一泵浦倍數(pumping factor)PF1並產生兩個輸出電壓VSP、VSN，其中輸出電壓VSP、VSN會被傳送至驅動電路130以供其使用。關於控制電路140與充電泵電路160之細部元件及其相關運作，將於後續圖示以及實施例中再詳加說明。

請注意，為讓本發明更顯而易懂，本實施例係配合圖式作詳細說明，然而，這並非本發明之限制。請同時參考第2圖以及第1圖，第2圖從上而下依序為控制訊號SC1以及SC2、一時脈訊號S_clock 以及一處理訊號S_process 的時序圖。控制電路140根據驅動電路130的需求來產生控制訊號SC1以及SC2，以控制充電泵電路160。充電泵電路160中的處理單元166係透過控制埠162_1、162_2來分別接收控制訊號SC1以及SC2，並執行一互斥或(exclusive or，XOR)運算於已接收之控制訊號SC1以及SC2，以產生第2圖中所示之時脈訊號S_clock 並將其傳送至充電泵單元164。處理單元166係根據已接收之控制訊號SC1以及SC2來選擇性地產生資料訊號或指令(command)訊號並送至充電泵單元164，舉例來說，如第2圖中所示，處理單元166於控制訊號SC1以及SC2皆處於邏輯值”1”時產生一重設(reset)訊號Rst(但此並非為本發明之限制，在其它實施例中，處理單元166亦可於控制訊號SC1以及SC2皆處於邏輯值”0”時產生一重設訊號)；當控制訊號SC1處於邏輯值”0”以及控制訊號SC2處於邏輯值”1”時，處理單元166將邏輯值”0”設定於處理訊號S_process 中；以及當控制訊號SC1處於邏輯值”1”以及控制訊號SC2處於邏輯值”0”時，處理單元166將邏輯值”1”設定於處理訊號S_process 中。因此，處理單元166可於兩個重設訊號Rst之間得到處理訊號S_process 的訊號值(例如第2圖中所示之邏輯值”01100”)，其中處理訊號S_process 可為一資料訊號或一指令訊號。充電泵電路160可根據時脈訊號S_clock 以及處理訊號S_process 來設定泵浦倍數PF1並產生兩個輸出電壓VSP、VSN，舉例來說，在本實施例中，充電泵電路160根據邏輯值為”01100”的處理訊號S_process 而將泵浦倍數PF1設定為3/2。

在本發明之另一實施例中，控制電路140產生另外兩個控制訊號SC1’以及SC2’來控制充電泵電路160。請同時參考第3圖以及第1圖，第3圖從上而下依序為控制訊號SC1’以及SC2’、一時脈訊號S_clock ’以及一處理訊號S_process ’的時序圖。處理單元166係透過控制埠162_1、162_2來分別接收控制訊號SC1’以及SC2’，並執行一互斥或運算於已接收之控制訊號SC1’以及SC2’以產生第3圖中所示之時脈訊號S_clock ’並將其傳送至充電泵單元164。處理單元166係根據已接收之控制訊號SC1’以及SC2’來選擇性地產生資料訊號或指令訊號，並傳送至充電泵單元164。舉例來說，處理單元166可於控制訊號SC1’以及SC2’皆處於邏輯值”1”時產生一指令訊號S_command ；接著，當控制訊號SC1’處於邏輯值”0”以及控制訊號SC2’處於邏輯值”1”時，處理單元166將邏輯值”0”設定於指令訊號S_command 中；當控制訊號SC1’處於邏輯值”1”以及控制訊號SC2’處於邏輯值”0”時，處理單元166將邏輯值”1”設定於指令訊號S_command 中。此外，處理單元166可於控制訊號SC1’以及SC2’皆處於邏輯值”0”時產生一資料訊號S_data ；接著，當控制訊號SC1’處於邏輯值”0”以及控制訊號SC2’處於邏輯值”1”時，處理單元166將邏輯值”0”設定於資料訊號S_data 中；當控制訊號SC1’處於邏輯值”1”以及控制訊號SC2’處於邏輯值”0”時，處理單元166將邏輯值”1”設定於資料訊號S_data 中。因此，處理單元166可得到所需的指令訊號S_command 的訊號值(例如第3圖中所示之邏輯值”0110”)以及資料訊號S_data 的訊號值(例如第3圖中所示之邏輯值”101”)。充電泵電路160可根據時脈訊號S_clock ’、指令訊號S_command 以及資料訊號S_data 來設定泵浦倍數PF1並產生兩個輸出電壓VSP、VSN，舉例來說，在此實施例中，充電泵電路160根據邏輯值為”0110”的指令訊號S_command 來將泵浦倍數PF1設定為4/3。

由第1圖可得知，充電泵電路160係設置於軟性印刷電路板150上，而非設置在顯示裝置110之驅動電路130的那一端，也就是說，由於不會受到銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)電阻R的限制，因此可大幅改善充電泵電路160的電壓轉換效率。此外，僅需要兩個控制訊號SC1(SC1’)、SC2(SC2’)即可控制充電泵電路160的電壓轉換倍率，如此一來，可將充電泵電路160的接腳(pin)數量減到最低以達到降低成本的目的。

請注意，上述之顯示裝置110係可為一薄膜電晶體液晶顯示裝置，而驅動電路130係可為一薄膜電晶體液晶顯示驅動晶片，但本發明並不侷限於此。此外，控制埠的數量也非本發明之限制條件。

請參考第4圖，第4圖為本發明另一實施例中顯示系統400的示意圖。顯示系統400與顯示系統100的差異在於顯示系統400中充電泵電路460的控制埠462_1、462_2兩者之其一係耦接於一固定電壓源Vr(例如Vss或Vdd)，因此，控制電路440僅需藉由一控制訊號S_control 來控制充電泵電路460的運作。處理單元466係根據控制訊號S_control 來提供一時脈訊號至充電泵單元464，並根據固定電壓源Vr來設定一泵浦倍數PF。舉例來說，若充電泵電路460的控制埠462_1耦接於一接地參考電壓源，充電泵單元464的泵浦倍數PF可被設為3/2，因此，充電泵電路460僅能工作於一固定的泵浦狀態。

以上所述的實施例僅用來說明本發明之技術特徵，並非用來侷限本發明之範疇。由上可知，本發明提供一種將一充電泵電路設置在顯示裝置外部之一軟性印刷電路板上的顯示系統，其能大幅提升充電泵電路的電壓轉換效率。此外，本發明之顯示系統只需要利用至少兩個控制埠即可控制充電泵電路的電壓轉換倍率。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100、400．．．顯示系統

110、410．．．顯示裝置

120、420．．．面板

130、430．．．驅動電路

140、440．．．控制電路

150、450．．．軟性印刷電路板

160、460．．．充電泵電路

162_1、162_2、462_1、462_2．．．控制埠

164、464．．．充電泵單元

166、466．．．處理單元

第1圖為本發明一實施例中顯示系統的示意圖。

第2圖分別為兩個控制訊號、一時脈訊號以及一處理訊號的時序圖。

第3圖分別為另兩個控制訊號、一時脈訊號以及一處理訊號的時序圖。

第4圖為本發明另一實施例中顯示系統的示意圖。

100．．．顯示系統

110．．．顯示裝置

120．．．面板

130．．．驅動電路

140．．．控制電路

150．．．軟性印刷電路板

160．．．充電泵電路

162_1、162_2．．．控制埠

164．．．充電泵單元

166．．．處理單元

Claims

一種顯示系統，包含有：一顯示裝置；一驅動電路，設置於該顯示裝置上，用來驅動該顯示裝置；一軟性印刷電路板(flexible printed circuit，FPC)，以外接方式耦接於該顯示裝置；一充電泵(charge pump)電路，設置於該軟性印刷電路板上，用來產生至少一輸出電壓至該驅動電路；以及一控制電路，設置於該顯示裝置上並耦接於該驅動電路，用來產生複數個控制訊號以控制該充電泵電路；其中該充電泵電路具有耦接於該控制電路的複數個控制埠(control port)，用來分別接收該控制電路所產生的該些控制訊號。
如申請專利範圍第1項所述之顯示系統，其中該充電泵電路包含有：一充電泵單元，用來產生至少該輸出電壓至該驅動電路；以及一處理單元，耦接於該些控制埠以及該充電泵單元之間，用以藉由該些控制埠來接收該控制電路所產生的該些控制訊號，以及根據該些控制訊號來控制該充電泵單元。
如申請專利範圍第2項所述之顯示系統，其中該處理單元係執行一互斥或(exclusive or，XOR)運算於該些已接收之控制訊號，以產生一時脈訊號至該充電泵單元。
如申請專利範圍第2項所述之顯示系統，其中該處理單元係根據該些已接收之控制訊號來選擇性地產生資料訊號或指令(command)訊號至該充電泵單元。
如申請專利範圍第2項所述之顯示系統，其中該處理單元係藉由比較該些已接收之控制訊號的邏輯值來選擇性地產生資料訊號或指令訊號至該充電泵單元。
如申請專利範圍第1項所述之顯示系統，其中該顯示裝置係為一薄膜電晶體液晶顯示(thin-film transistor liquid crystal display，TFT-LCD)裝置，以及該驅動電路係為一薄膜電晶體液晶顯示驅動晶片。
一種顯示系統，包含有：一顯示裝置；一驅動電路，設置於該顯示裝置上，用來驅動該顯示裝置；一軟性印刷電路板，以外接方式耦接於該顯示裝置；一充電泵電路，設置於該軟性印刷電路板上，用來產生至少一輸出電壓至該驅動電路；以及一控制電路，設置於該顯示裝置上並耦接於該驅動電路，用來產生一控制訊號以控制該充電泵電路；其中該充電泵電路具有耦接於該控制電路的一第一控制埠，用來接收該控制電路所產生的該控制訊號，以及一第二控制埠，用來接收一參考電壓。
如申請專利範圍第7項所述之顯示系統，其中該充電泵電路包含有：一充電泵單元，用來產生至少該輸出電壓至該驅動電路；以及一處理單元，耦接於該第一控制埠、該第二控制埠以及該充電泵單元，用以藉由該第一控制埠來接收該控制電路所產生的該控制訊號以及藉由該第二控制埠來接收該參考電壓，以及根據該控制訊號以及該參考電壓來控制該充電泵單元。
如申請專利範圍第8項所述之顯示系統，其中該處理單元係根據該控制訊號來提供一時脈訊號至該充電泵單元，並根據該參考電壓來設定一泵浦倍數(pumping factor)。
如申請專利範圍第7項所述之顯示系統，其中該參考電壓具有一固定電壓位準。
如申請專利範圍第7項所述之顯示系統，其中該顯示裝置係為一薄膜電晶體液晶顯示裝置，以及該驅動電路係一薄膜電晶體液晶顯示驅動晶片。