TWI592923B - 分享式電容器電壓穩定器電路及在電壓穩定器中時間分享電容器之方法 - Google Patents

分享式電容器電壓穩定器電路及在電壓穩定器中時間分享電容器之方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI592923B
TWI592923B TW099122888A TW99122888A TWI592923B TW I592923 B TWI592923 B TW I592923B TW 099122888 A TW099122888 A TW 099122888A TW 99122888 A TW99122888 A TW 99122888A TW I592923 B TWI592923 B TW I592923B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
voltage
stabilized
electrode
switch
circuit
Prior art date
Application number
TW099122888A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201140552A (en
Inventor
韓秉勳
李再九
Original Assignee
三星電子股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三星電子股份有限公司 filed Critical 三星電子股份有限公司
Publication of TW201140552A publication Critical patent/TW201140552A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI592923B publication Critical patent/TWI592923B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3614—Control of polarity reversal in general
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3696—Generation of voltages supplied to electrode drivers
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2330/00—Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/02—Details of power systems and of start or stop of display operation
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3648—Control of matrices with row and column drivers using an active matrix

Description

分享式電容器電壓穩定器電路及在電壓穩定器中時間分享電容器之方法
本發明係關於穩定電壓產生器之輸出，且更特定言之係關於一種使用時間分享電容器來交替地穩定兩個經產生之電壓的方法、一種使用分享式電容器來驅動顯示器器件之裝置及一種具有分享式電容器之顯示器器件。
隨著行動電話之應用延伸至諸如高解析度相機、電視顯示器功能及遊戲功能之領域，更大量之資訊將被顯示且主螢幕解析度正在改良以提供高品質影像顯示器，使得愈來愈多地使用240 x 320像素(QVGA)解析度之顯示器。另外，未來設計之趨勢將為在行動電話、PDA及攜帶型媒體播放器中在儘可能薄之LCD面板周圍的儘可能窄之框架。
液晶顯示器(LCD)模組中之電源供應器包括直流至直流電壓轉換器(DC至DC轉換器)及DC/AC背光反相器。DC至DC轉換器將來自電源供應器之外部DC電壓轉換成複數個電壓(例如，閘極接通電壓VDD、閘極斷開電壓VSS、資料電壓之伽瑪(gamma)參考電壓VREF及LCD面板之共同電壓VCOM)，該複數個電壓用於輸出至邏輯電路及/或驅動器電路。一般而言，輸出至邏輯電路之電壓為大約5V或更少(例如，大約3.3 V)。
LCD之內部驅動電路將資料作為離散類比電壓輸出至LCD面板之閘極線。舉例而言，若LCD面板在每一色彩像素PX中顯示256個灰階，則內部驅動電路將256個類比電壓中之一經選定者輸出至每一色彩像素。256個類比電壓通常由包含複數個串接式電阻器之分壓器產生。
圖1B為在LCD之內部驅動電路中之習知雙投(double-throw)開關SW的電路圖，該雙投開關SW間接連接至LCD之LCD面板1240中的像素PX。在LCD之LCD面板1240中之每一像素PX包括具有電容CLC之液晶層及具有電容Cst之儲存電容器。經由內部驅動電路中的雙投開關將正驅動電壓Vout1/y與負驅動電壓Vout2/y交替施加至像素PX。正驅動電壓Vout1/y為使用分壓器(未圖示)而除以資料相依之可變除數y的正電壓Vout1，該正電壓Vout1由正電壓產生器(例如，圖1A中之放大器1)輸出。負驅動電壓Vout2/y為使用分壓器(未圖示)而除以資料相依之可變除數y的負電壓Vout2，該負電壓Vout2由負電壓產生器(例如，圖1A中之放大器2)輸出。
在LCD面板上之每一像素中，自背光透射穿過LCD層之光的量視施加至像素之電壓(Vout1/y或Vout2/y)而定。所透射之光的量不取決於所施加之電壓為負(Vout2/y)或正(Vout1/y)。然而，長時期地將同極性電壓施加至相同像素PX將損壞該像素PX。為了防止損壞，LCD顯示器之內部驅動電路使用於每一像素PX之電壓在正與負之間快速交替，該過程被稱作像素反轉。為了產生交替的正與負像素驅動電壓(Vout2/y，Vout1/y)，在LCD操作期間，內部驅動電路習知地總是自DC至DC轉換器接收複數個負驅動電壓並自DC至DC轉換器接收複數個正驅動電壓。內部驅動電路中之開關(例如，雙投開關SW2)交替地將每一像素PX連接至正驅動電壓Vout1/y與負驅動電壓Vout2/y。理想地，快速極性反轉不可察覺，因為不論施加正電壓或是負電壓，每一像素皆具有相同亮度。
參看圖1B，習知雙投開關可作為並聯至同一節點(輸出節點)之兩個單投(接通/斷開)開關而實施於內部驅動電路內。單投(接通/斷開)開關可實施為機械器件，或可由半導體電晶體來實施。在LCD面板之內部驅動電路中，接通/斷開開關通常實施為形成於積體電路中之場效電晶體(FET)。雙投開關SW由習知像素極性反轉模式控制器1238所輸出之控制信號來控制。根據預定反轉型樣(例如，線配對RGB子像素點反轉、線(例如，列)反轉、圖框反轉等)，像素極性反轉模式控制器1238控制雙投開關SW以交替選擇正驅動電壓Vout1/y與負驅動電壓Vout2/y。在第一反轉模式中，雙投開關SW選擇正驅動電壓Vout1/y，且在第二反轉模式中雙投開關SW選擇負驅動電壓Vout2/y。
行動顯示器驅動器IC(行動DDI)可額外包括用於儲存伽瑪、組態及用戶設定之內建式非揮發性記憶體單元，且因此DC至DC轉換器可進一步經組態以輸出與抹除及程式化非揮發性記憶體單元相關聯之高電壓。DC至DC轉換器之複數個電壓輸出可由一或多個放大器、電荷泵或電壓調節器來實施。內部驅動器電路被視作DC至DC轉換器之電壓產生器之負載。
在設計DC至DC轉換器的過程中，輸出電壓漣波及電壓降為需要加以解決之問題，因為其可損害操作特徵及顯示品質。為了減輕輸出電壓漣波及電壓降，通常在DC至DC轉換器與LCD之內部驅動電路之間提供包含複數個電容器之電壓穩定電路。在習知穩定電路中，電容器連接至自DC至DC轉換器輸出之複數個負電壓中之每一者，且額外電容器連接至自DC至DC轉換器輸出之複數個正電壓之中的每一者。
圖1A為習知穩定電路12之電路圖，該習知穩定電路12連接至LCD顯示器之DC至DC轉換器之正輸出及負輸出。參看圖1A，習知穩定電路12包含：第二正穩定電容器C2P，其用於穩定由放大器1輸出之第二正電壓Vout1，以及第二負穩定電容器C2N，其用於穩定由放大器2輸出之第二負電壓Vout2。在典型LCD中，相對於接地，第二正電壓Vout1及第二負電壓Vout2將具有相同量值，但相反極性。因而，第二正電壓Vout1穩定電容器C2P可具有與負電壓Vout2穩定電容器C2N相同之電容，且因此穩定電容器C2P及C2N可由相同之電容器來實施。
電壓穩定電容器C2N、C2P中之每一者通常為外部電容器，其不形成於包含內部驅動電路及/或DC至DC轉換器之積體電路上。外部電容器佔據在LCD面板外之印刷電路板上三維實體空間，且傾向於增加含有LCD之產品的大小及重量，以及增加此等產品之元件數及生產成本。
本發明之一態樣提供一種電壓穩定器，其能夠交替地或同時地穩定第一及第二經產生之電壓，該電壓穩定器包括連接於第一及第二經產生之電壓之間的分享式電容器。本發明之另一態樣提供一種顯示器器件，其具有該電壓穩定器。該電壓穩定器電路可包括第一及第二開關，其用於交替地將該分享式電容器之第一及第二電極連接至接地，以使得可交替地提供穩定電壓。因此，可交替地施加穩定驅動電壓以驅動一顯示器器件。由該電壓穩定器電路輸出之經穩定的第一及第二電壓的交替可與由LCD顯示器之內部驅動器電路輸出之像素極性反轉模式信號同步。
本發明之一態樣提供一種電壓穩定電路，其包含一電容器，該電容器具有一經由一第一開關可選擇地連接至一第一電壓節點之第一電極以及一經由一第二開關可選擇地連接至一第二電壓節點之第二電極。當該第一開關將該第一電極連接至該第一電壓節點而該第二開關將該第二電極連接至接地時，在該第一電壓節點處輸出該第一經穩定之電壓。當該第二開關將該第二電極連接至該第二電壓節點而該第一開關將該第一電極連接至接地時，在該第二電壓節點處輸出該第二經穩定之電壓。相對於接地進行量測，該第一經穩定之電壓的絕對值較佳地與該第二經穩定之電壓之絕對值大體上相同。
本發明之另一態樣提供一種電壓穩定電路，其包含一第一開關，該第一開關用於可切換地將一分享式電容器之第一電極連接至接地，其中該第一電極連接至該穩定電路之一第一輸出節點。該電壓穩定電路可進一步包含一第二開關，其用於可切換地將該分享式電容器之第二電極連接至接地，其中該第二電極連接至該穩定電路之一第二輸出節點。
當該第二開關將該分享式電容器之該第二電極連接至接地而該分享式電容器之該第一電極未連接至接地(操作模式1)時，該電壓穩定電路之該第一輸出節點輸出一第一經穩定之電壓。當該第一開關將該分享式電容器之該第一電極連接至接地而該分享式電容器之該第二電極未連接至接地(操作模式2)時，該電壓穩定電路之該第二輸出節點輸出一第二經穩定之電壓。當該分享式電容器之該第一電極與該第二電極皆未連接至接地(操作模式3)時，該電壓穩定電路之該第一輸出節點輸出一第一經穩定之電壓且該電壓穩定電路之該第二輸出節點輸出一第二經穩定之電壓，且在該第一經穩定之電壓與該第二經穩定之電壓之間的電位差與在該第一電極與該第二電極之間的電壓大體上相同。
較佳地，該第一經穩定之電壓為正而該第二經穩定之電壓為負。
本發明之另一態樣提供一種裝置，其包含：本文所描述之電壓穩定電路；一第一電壓產生器，其經組態以產生一第一電壓，該第一電壓將由該電壓穩定電路穩定及輸出為一第一經穩定之電壓；一第二電壓產生器，其經組態以產生一第二電壓，該第二電壓將由該電壓穩定電路穩定及輸出為一第二經穩定之電壓。該裝置可進一步包括一顯示器面板(例如，LCD、OLED)及該顯示器面板之一內部驅動電路。該第一及第二經穩定之電壓可根據該顯示器面板之一像素極性反轉機制交替地由該電壓穩定電路穩定並施加至該內部驅動電路。可透過由該內部驅動電路之一輸出基於該顯示器面板之該像素極性反轉機制交替地控制該第一開關與該第二開關(接通/斷開)來達成此狀況。
下文中，將參看隨附圖式對本發明之以下例示性實施例進行更詳細的描述。然而，本發明可以不同形式來具體化，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。更特定而言，提供此等實施例使得本發明為詳盡且完整的，且將本發明之範疇全面地傳達至熟習此項技術者。
圖2A為根據本發明之一例示性實施例之電壓穩定器120之電路圖，該電壓穩定器經組態以交替地或同時地穩定兩個電壓產生器之輸出。在圖2A中，電壓穩定器120經組態以交替地或同時地穩定由第一電壓產生器(放大器1)輸出之正電壓Vout1以及由第二電壓產生器(放大器2)輸出之負電壓Vout2。電壓穩定器120包括第一開關SW1及第二開關SW2以及分享式電容器C1。
在「交替」操作期間，在任何給定時間，第一開關SW1與第二開關SW2中之僅一者將閉合。第一開關SW1可實施為N型電晶體(例如，NFET)而第二開關SW2實施為P型電晶體(例如，PFET)。在彼種情況下，輸入至第一開關SW1及第二開關SW2兩者之單個二元開關控制信號將控制該等開關中之一者使之接通而其中之另一者為斷開。
儘管電壓穩定器120經展示為在節點(a)及(b)具有兩個輸入，且在節點(c)及(d)具有兩個輸出，但應瞭解節點(a)及(c)以及在其間之線路可皆為單一節點a-c，且類似地，節點(b)及(d)以及在其間之線路可皆為單一節點b-d。
分享式電容器C1較佳為外部電容器，且因此矩形內部之由標記X所指示的接觸焊墊經提供於晶片封裝之外部表面上，該晶片封裝容納包括電壓穩定器120之積體電路。一個接觸焊墊電連接至節點a-c且另一個接觸焊墊電連接至節點b-d。電壓穩定器120可與放大器1及放大器2形成於相同積體電路上。藉由將連接至外部分享式電容器C1之電極的電線焊接及/或熔接至矩形內部之由標記X指示的接觸焊墊，行動器件製造者可將外部分享式電容器C1之兩個電極電連接至節點a-c及b-d。
圖2B1為在模式控制器1238的控制下在第一模式中操作之圖2A所示電壓穩定器120的電路圖。在第一操作模式期間，如圖2B1中所說明的，第二開關SW2閉合且第一開關SW1切斷，且因此電容器C1之負(-)電極經由第二開關SW2而連接至接地，且電容器C1之正(+)電極連接至第一電壓產生器(放大器1)之輸出。因此，當在第一模式中操作時，分享式電容器C1將穩定第一電壓產生器(放大器1)之輸出Vout1，且因此可防止其輸出電壓漣波及電壓降，使得顯示器器件之驅動電壓可得以穩定。當在第一模式中操作時，正電壓產生器(放大器1)被啟用以輸出正電壓Vout1，但負電壓產生器(放大器2)被停用且不輸出電壓。當負電壓產生器(放大器2)被停用時，其輸出端子(位於節點b)較佳處於高電阻(斷開)狀態，及/或其輸出斷開或接地。如圖2B1中所說明的，啟動(閉合)第二開關SW2之相同模式控制信號可使負電壓產生器(放大器2)停用(撤銷啟動)。因此，在模式控制器1238之控制下操作之電壓穩定器120-1就如同第二開關SW2是將分享式電容器C1之負(-)電極交替地連接至接地與負電壓產生器(放大器2)的雙投開關一樣操作。
圖2B2為在模式控制器1238之控制下在第一模式中操作之圖2A所示電壓穩定器120-1的替代實施120-2之電路圖。除開關SW1明確實施為將分享式電容器之負(-)電極交替地連接至接地與負電壓產生器(放大器2)的雙投開關之外，電壓穩定器120-2基本上與圖2B1所示之電壓穩定器120-1相同。因此，相同參考數字將用來指代與圖2B1中所描述之彼等元件相同或相似之元件，且對該等參考數字之冗餘解釋將被省略。
在此替代實施例中，當在第一模式中操作時，負電壓產生器(放大器2)可保持啟用(作用中)且可繼續在節點(b)處輸出負電壓Vout2，而分享式電容器之負(-)電極連接至接地。因此，當在第一模式中操作時，分享式電容器C1將穩定由經啟用之第一電壓產生器(放大器1)輸出之正電壓Vout1，且同時由經啟用之第二電壓產生器(放大器2)輸出之未經穩定之負電壓Vout2將亦可用。因而可防止經啟用之第一電壓產生器(放大器1)所輸出之正電壓Vout1的輸出電壓漣波及電壓降，使得顯示器器件之驅動電壓可得以穩定。
圖2C為在模式控制器1238控制下在第二模式中操作之圖2A所示電壓穩定器120的電路圖。在第二操作模式期間，如圖2C中所說明的，第一開關SW1閉合，且因此電容器C1之正(+)電極經由第一開關SW1而連接至接地，且電容器C1之負(-)電極連接至第二電壓產生器(放大器2)之輸出。因此，當在第二模式中操作時，分享式電容器C1將穩定第二電壓產生器(放大器2)之輸出Vout2，且因此可防止其輸出電壓漣波及電壓降，使得顯示器器件之驅動電壓可得以穩定。
當在第二模式中操作時，負電壓產生器(放大器2)被啟用以輸出負電壓Vout2，但正電壓產生器(放大器1)被停用且不輸出電壓。當正電壓產生器(放大器1)被停用時，其輸出端子(位於節點a)較佳處於高電阻(斷開)狀態，及/或其輸出斷開或接地。如圖2B1中所說明的，啟動(閉合)第二開關SW2之相同模式控制信號可將正電壓產生器(放大器1)停用(撤銷啟動)。因此，電壓穩定器120-1在模式控制器1238之控制下就如同第一開關SW1是將分享式電容器C1之正(+)電極交替地連接至接地與正電壓產生器(放大器1)的雙投開關一樣操作。
再次參看圖2A，電壓穩定器120支援第三操作模式，在該模式中，第一電壓產生器(放大器1)與第二電壓產生器(放大器2)皆被啟用，且第一開關SW1與第二開關SW2被同時切斷。在此操作模式中，分享式電容器C1使第一電壓產生器(放大器1)之正輸出Vout1與第二電壓產生器(放大器2)之負輸出Vout2電容性耦接，且該兩者皆未被第一開關SW1或第二開關SW2連接至接地。
在本發明之各種其他實施例中，圖2A所示之電壓穩定器120可用作顯示器(例如在OLED及LCD中)之驅動器IC中的穩定電路，該顯示器之驅動器IC亦包括用於儲存伽瑪、組態及使用者設定之非揮發性記憶體單元或MTP(多次可程式化)單元。因此，顯示器之DC至DC轉換器可包括：正電壓產生器，其經組態以輸出與抹除(ERS)及程式化(PRG)非揮發性記憶體單元相關聯之各種高電壓(Vout1)(例如，+15.5伏特至+17伏特)，以及負電壓產生器，其經組態以輸出大約-0.6伏特至-3.6伏特之負電壓VINT(Vout2)。在此種情況下，分享式外部電容器C1可交替地穩定高PGM/ERS(Vout1)電壓或負VINT(Vout2)電壓。可在含有電壓穩定電路之開關SW1及開關SW2的IC外部，在外部分享式電容器C1之電極處及在連接至此之外部接觸焊墊處獲得高PGM/ERS(Vout1)電壓及負VINT(Vout2)電壓中之任一者。內部(晶片上)非揮發性記憶體(例如，EPROM(可抹除且可程式化唯讀記憶體)或基於快閃之非揮發性記憶體)使最小化連接於外部之記憶體成為可能，使得能夠生產較小且較低價格之LCD面板模組。
圖3A為根據本發明之另一例示性實施例的電壓穩定器120-3之電路圖。除第一開關SW1實施為永久切斷且因此被明確省略之外，電壓穩定器120-3基本上與圖2A所示之電壓穩定器120相同。因此，相同參考數字將用來指示與圖2A中所描述之彼等元件相同或相似之元件，且對該等參考數字之冗餘解釋將被省略。
由於省略了第一開關SW1，電壓穩定器120-3不可在第二模式中操作以穩定負電壓Vout2，在該第二模式中，分享式電容器C1之正(+)電極經由第一開關SW1而連接至接地。僅第二開關SW2交替地將分享式電容器之負(-)電極連接至接地及與接地斷開。然而，若第一電壓產生器(放大器1)可被停用以使得其輸出接地，則可達成其中分享式電容器C1經由正電壓產生器(放大器1)連接至接地之第二模式操作，且由此負電壓Vout2可由於電容性耦接至接地而得以穩定。
電壓穩定器120-3支援圖3C中所說明之第三操作模式，在該第三操作模式中第一電壓產生器(放大器1)及第二電壓產生器(放大器2)皆被啟用且皆連接至分享式電容器C1之電極。在此操作模式中，分享式電容器C1將第一電壓產生器(放大器1)之正輸出Vout1與第二電壓產生器(放大器2)之負輸出Vout2電容性耦接，且該兩者皆未被第二開關SW2連接至接地。
在圖3A、圖3B及圖3C中，電壓穩定器120-3經組態以連接至兩種不同類型之電壓產生器。正電壓產生器被展示為實施為放大器1而負電壓產生器由電源供應器來實施。電源供應器所輸出之負電壓Vout2可能業已得以穩定且可不需要分享式電容器C1之額外穩定，且在第三操作模式中其間之電容性耦接可用來穩定正電壓Vout1。
圖3B為在第一模式中操作之圖3A所示電壓穩定器120-3之電路圖。如圖2B1中所說明的，圖3B所示之電壓穩定器120-3可在模式控制器1238(未圖示)控制下在第一模式中操作。當在第一模式中操作時，正電壓產生器(放大器1)被啟用，第二開關SW2閉合，且負電壓產生器(電源供應器)被停用。當負電壓產生器(電源供應器)被停用時，其輸出端子較佳處於高電阻(斷開)狀態，及/或其輸出斷開或接地。
因此，當在第一模式中操作時，電容器C1之負(-)電極經由第二開關SW2而連接至接地，且電容器C1之正(+)電極連接至正電壓產生器(放大器1)之輸出Vout1。因此，當在第一模式中操作時，分享式電容器C1將穩定正電壓產生器(放大器1)之輸出Vout1，且因此可防止其輸出電壓漣波及電壓降，使得顯示器器件之驅動電壓可得以穩定。與圖2B1中所說明者相同，啟動(閉合)第二開關SW2之相同模式控制信號可使負電壓產生器(放大器2)停用(撤銷啟動)。因此，如圖2B1所示之在模式控制器1238之控制下操作之電壓穩定器120-3就如同第二開關SW2是將分享式電容器C1之負(-)電極交替地連接至接地及負電壓產生器(放大器2)的雙投開關一樣操作。
圖3C為在第三模式中操作之圖3A所示電壓穩定器120-3之電路圖。在第三操作模式中，第一電壓產生器(放大器1)及第二電壓產生器(放大器2)兩者皆被啟用且皆連接至分享式電容器C1之電極。若電源供應器所輸出之負電壓Vout2業已得以穩定，則在第三操作模式中其間之電容性耦接可用來穩定正電壓Vout1。
圖3D為圖3A所示電壓穩定器120-3之電路圖，該電壓穩定器經組態以穩定正的經調節電壓RVDD。在圖3D中，正電壓產生器輸出經調節電壓RVDD，且負電壓產生器實施為電荷泵，該電荷泵具有其自身之快速電容器Cf及「儲集」電容器Cres。電荷泵可視作一類直流(DC)至DC轉換器，其將電容器Cf及Cres用作能量儲存元件以自諸如電池之輸入電壓源產生較高電壓或較低電壓。電荷泵之輸出可得以充分穩定，尤其是在儲集電容器Cres足夠大的情況下。或者，RVDD電壓調節器可穩定分享式電容器C1之正(+)電極處的正電壓，且因此可藉由經由分享式電容器C1之電容性耦接來穩定電荷泵之輸出。儲存於分享式電容器C1中之電壓經充電至|RVDD-VCL|之位準。
電荷泵可產生負內部電壓VCL，其中預定負電壓VCL可為大約-2.7 V。由負電壓產生器(電荷泵)輸出之負電壓VCL可用作QVGA(240RGB×320像素)解析度LCD或在更高解析度WVGA(800×480像素)LCD中之LCD面板的共同電壓。
圖4為根據本發明之一實施例之液晶顯示器(LCD)器件之方塊/電路圖，該液晶顯示器器件包括複數個圖2A之穩定電路120。圖4之顯示器器件包括LCD面板1240、顯示驅動IC(DDI)1260，及外部電容器(例如，C1、C2P、C2N、C3)。LCD面板1240包括背光、透明薄膜電晶體(TFT)像素陣列基板、液晶(LC)層及濾色器。如圖1B中所說明的像素PX之陣列形成於LCD面板1240中。
顯示驅動IC(DDI)1260包括複數個電壓產生器1210、電壓穩定單元1220之一部分及內部驅動電路1230。自電源供應器(例如，電池)將外部電力供應至液晶顯示器(LCD)器件。穩定單元1220包括圖2A之複數個穩定電路120(例如，120-1、120-2，及/或120-3)之開關(SW1，SW2)及外部電容器(例如，C1、C2P、C2N、C3)。穩定單元1220包括圖2A之穩定電路120(例如，120-1、120-2，及/或120-3)且亦包括圖1A之兩個習知穩定電路。圖2A之穩定電路120中之第一者連接至外部電容器C1。圖2A之穩定電路120中之第二者連接至外部電容器C3。圖1A之習知穩定電路中之第一者連接至外部電容器C2P且用來穩定供應至LCD面板1240之負電壓Vcom。圖1A之習知穩定電路中之第二者連接至外部電容器C2N以穩定正電壓。
形成於積體電路上之穩定單元1220之部分包括圖2A之穩定電路120(例如，120-1、120-2，及/或120-3)之開關SW1及SW2，該等開關經分組於開關單元1222之中，該開關單元安置於複數個電壓產生器1210與內部驅動電路1230之間。內部驅動電路1230包括像素極性反轉模式控制器1238，如上文所描述的，該像素極性反轉模式控制器可控制圖2A之穩定電路120(例如，120-1、120-2，及/或120-3)之開關SW1及SW2。
圖5為根據本發明之一實施例之液晶顯示器(LCD)器件之方塊圖，該液晶顯示器器件包括至少一個圖2A之穩定電路120。除複數個電壓產生器1210、穩定單元1220及內部驅動電路1230不一定形成於相同積體電路上之外，圖5之液晶顯示器(LCD)器件基本上與圖4之液晶顯示器(LCD)器件相同。舉例而言，在各種例示性實施例中，穩定單元1220(除外部電容器外)與內部驅動電路1230形成於相同積體電路晶片上，而複數個電壓產生器形成於不同積體電路晶片上。LCD面板1240可為習知的且包括複數個像素PX，其中LCD面板1240中之每一像素包括具有電容CLC之液晶層及具有電容Cst之儲存電容器。
自穩定單元1220輸出之經穩定驅動電壓可包括閘極電壓VSS及VDD、伽瑪參考電壓VREF、共同電壓VCOM等。閘極電壓VSS及VDD係自穩定單元1220供應至閘極線驅動器1234。穩定單元1220所輸出之經穩定之電壓V1’被施加至LCD面板1240以用作LCD面板1240中之像素PX的共同電極電壓VCOM。
內部驅動器電路1230包括閘極線驅動器1234、源極線驅動器1236、控制信號產生器T-CON 1232及像素極性反轉模式控制器1238。閘極線驅動器1234包括複數(i+1)個驅動級，該等驅動級級聯連接至彼此以順序驅動LCD面板1240中之複數(i+1)個閘極線。該等驅動級中之每一者之輸出端子OUT連接至(i+1)個閘極線GL1~GLi中之一者。T-CON 1232將垂直開始信號STV施加至閘極線驅動器1234，且模式控制器1238之操作可與閘極線驅動器1234及/或源極驅動器1236之操作同步。時序控制信號產生器T-CON 1232可輸出像素反轉(模式控制)信號，該像素反轉(模式控制)信號被傳遞至源極線驅動器1236及穩定單元1220。
根據本發明之任何實施例的圖4或圖5之LCD顯示器器件可包括於計算系統中，該計算系統亦包括中央處理單元(CPU)、ROM、RAM(例如，DRAM)、輸入/輸出(I/O)器件及固態硬碟(SSD)，其皆連接至系統匯流排。該計算系統之實例包括個人電腦、主機電腦、膝上型電腦、蜂巢式電話、個人數位助理(PDA)、數位相機、GPS單元、數位TV、攝錄一體機、攜帶型音訊播放器(例如，MP3)及攜帶型媒體播放器(PMP)。
儘管已對本發明之例示性實施例進行了描述，但應瞭解本發明不應限於此等例示性實施例，而是可由一般熟習此項技術者在如下文所主張之本發明的精神及範疇內做出各種改變及修改。
12．．．穩定電路
120．．．電壓穩定電路
120-1．．．電壓穩定器
120-2．．．電壓穩定器
120-3．．．電壓穩定器
1210．．．電壓產生器
1220．．．電壓穩定單元
1222．．．開關單元
1230．．．內部驅動電路
1232．．．時序控制信號產生器
1234．．．閘極線驅動器
1236．．．源極線驅動器
1238．．．像素極性反轉模式控制器
1240．．．液晶顯示器面板
1260．．．顯示驅動積體電路
a．．．節點
b．．．節點
c．．．節點
C1．．．分享式電容器
C2N．．．負穩定電容器
C2P．．．正穩定電容器
C3．．．外部電容器
Cf．．．快速電容器
Cres．．．儲集電容器
d．．．節點
GL1~Gli．．．閘極線
PX．．．像素
SW．．．雙投開關
SW1．．．開關
SW2．．．開關
Vout1．．．正驅動電壓
Vout2．．．負驅動電壓
圖1A為習知電壓穩定器之電路圖；
圖1B為連接至液晶顯示器(LCD)之像素的習知雙投開關之電路圖；
圖2A為根據本發明之一例示性實施例的電壓穩定器之電路圖；
圖2B1為在第一模式中操作之圖2A所示電壓穩定器之電路圖；
圖2B2為在第一模式中操作之圖2A所示電壓穩定器之替代實施之電路圖；
圖2C為在第二模式中操作之圖2A所示電壓穩定器之電路圖；
圖3A為根據本發明之另一例示性實施例的電壓穩定器之電路圖；
圖3B為在第三模式中操作之圖3A所示電壓穩定器之電路圖；
圖3C為在第一模式中操作之圖3A所示電壓穩定器之電路圖；
圖3D為連接至正的經調節電壓RVDD產生器之圖3A所示電壓穩定器之電路圖；
圖4為根據本發明之一實施例之液晶顯示器(LCD)之方塊圖，該液晶顯示器包括複數個圖2A之穩定電路；及
圖5為根據本發明之一實施例之液晶顯示器(LCD)器件之方塊圖，該液晶顯示器器件包括至少一圖2A之穩定電路120。
120．．．電壓穩定電路
a．．．節點
b．．．節點
c．．．節點
C1．．．分享式電容器
d．．．節點
SW1．．．開關
SW2．．．開關
Vout1．．．正驅動電壓
Vout2．．．負驅動電壓

Claims (20)

  1. 一種電壓穩定電路，其包含：一電容器，其具有經由一第一開關可選擇地連接至一第一電壓節點及接地之一者之一第一電極，及經由一第二開關可選擇地連接至一第二電壓節點及接地之一者之一第二電極，其中該第一電壓節點經組配以接收一正電壓，且該第二電壓節點經組配以接收一負電壓。
  2. 如請求項1之電壓穩定電路，其中該第一電壓節點係連接至該第一開關及一第一電壓輸出端，且其中該第二電壓節點係連接至該第二開關及一第二電壓輸出端。
  3. 如請求項2之電壓穩定電路，其中當該第一電極連接至該第一電壓輸出端時於該第一電壓輸出端之一絕對電壓值與當該第二電極連接至該第二電壓輸出端時於該第二電壓輸出端之一絕對電壓值大體上相同。
  4. 一種電壓穩定電路，其包含：一分享式電容器，其具有連接至該穩定電路之一第一輸出節點之一第一電極，及連接至該穩定電路之一第二輸出節點之一第二電極；一第一開關，其用於在一第二時間期間中可切換地將該分享式電容器之該第一電極連接至接地；及一第二開關，其用於在一第一時間期間中可切換地將該分享式電容器之該第二電極連接至接地，其中當該第二開關將該分享式電容器之該第二電極連 接至接地且當該分享式電容器之該第一電極未連接至接地時，該第一輸出節點輸出一第一經穩定之電壓。
  5. 如請求項4之電壓穩定電路，其中該第一經穩定之電壓與第二經穩定之電壓中之一者為正，且該第一經穩定之電壓與該第二經穩定之電壓中之另一者為負。
  6. 如請求項5之電壓穩定電路，其中當該第一開關將該分享式電容器之該第一電極連接至接地且當該分享式電容器之該第二電極未連接至接地時，該電壓穩定電路之該第二電壓節點輸出一第二經穩定之電壓。
  7. 如請求項5之電壓穩定電路，其中當該分享式電容器之該第一電極及該第二電極皆未連接至接地時，該電壓穩定電路之該第一電壓節點輸出一第一經穩定之電壓且該電壓穩定電路之該第二電壓節點輸出一第二經穩定之電壓。
  8. 如請求項7之電壓穩定電路，其中在該第一經穩定之電壓與該第二經穩定之電壓之間的電位差與在該第一電極與該第二電極之間的電壓大體上相同。
  9. 如請求項5之電壓穩定電路，其中該第一經穩定之電壓的絕對值與該第二經穩定之電壓的絕對值大體上相同。
  10. 如請求項5之電壓穩定電路，其進一步包含：一第一輸入節點，其用於輸入一第一輸入電壓，以便被穩定且輸出為該第一經穩定之電壓；及一第二輸入節點，其用於輸入一與該第一輸入電壓大體上不同之第二輸入電壓，以便被穩定且輸出為該第二 經穩定之電壓，其中該分享式電容器之該第一電極可切換地連接至該第一輸入節點，且該分享式電容器之該第二節點可切換地連接至該第二輸入節點。
  11. 如請求項4之電壓穩定電路，其進一步包含：一第一輸入節點，其用於輸入一第一輸入電壓，以便被穩定且輸出為一第一經穩定之電壓；及一第二輸入節點，其用於輸入一與該第一輸入電壓大體上不同之第二輸入電壓，以便被穩定且輸出為一第二經穩定之電壓，其中該分享式電容器連接於該第一輸入節點與該第二輸入節點之間。
  12. 一種顯示裝置，其包含：一電壓穩定電路，其包含：一分享式電容器，其具有連接至該穩定電路之一第一輸出節點之一第一電極，及連接至該穩定電路之一第二輸出節點之一第二電極；一第一開關，其用以在一第二時間期間中可切換地將該分享式電容器之該第一電極連接至接地；及一第二開關，其用於在一第一時間期間中可切換地將該分享式電容器之該第二電極連接至接地；一第一電壓產生器，其經組配以產生一要被穩定之第一電壓，且於該第一時間期間要由該電壓穩定電路輸出為一第一經穩定之電壓； 一第二電壓產生器，其經組配以產生一要被穩定之第二電壓，且於該第二時間期間要由該電壓穩定電路輸出為一第二經穩定之電壓。
  13. 如請求項12之顯示裝置，其進一步包含：一顯示器面板之一內部驅動電路。
  14. 如請求項13之顯示裝置，其中該顯示器面板為一四分之一視訊圖形陣列(quarter video graphic array,QVGA)或寬視訊圖形陣列(wide video graphic arrray,WVGA)液晶顯示器(LCD)面板。
  15. 如請求項14之顯示裝置，其進一步包含：該顯示器面板；及其中該第一經穩定之電壓與該第二經穩定之電壓由該電壓穩定電路交替地加以穩定並施加至該內部驅動電路。
  16. 如請求項15之顯示裝置，其中該第一經穩定之電壓與該第二經穩定之電壓由該電壓穩定電路根據該顯示器面板之一像素極性反轉機制交替地加以穩定並施加至該內部驅動電路。
  17. 如請求項13之顯示裝置，其中該第一開關與該第二開關交替地受該內部驅動電路之一輸出的控制，且其中該內部驅動電路包括一閘極線驅動器及一源極線驅動器。
  18. 如請求項13之顯示裝置，其中該第一經穩定之電壓與該第二經穩定之電壓由該電壓穩定電路交替地加以穩定並施加至該內部驅動電路。
  19. 如請求項13之顯示裝置，其進一步包含：其中該顯示器面板為一OLED面板，其中該內部驅動電路包括一閘極線驅動器及一源極線驅動器。
  20. 如請求項13之顯示裝置，其中該閘極線驅動器、該源極線驅動器、該第一開關及該第二開關形成於一積體電路晶片上。
TW099122888A 2009-10-21 2010-07-12 分享式電容器電壓穩定器電路及在電壓穩定器中時間分享電容器之方法 TWI592923B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090100308A KR101579838B1 (ko) 2009-10-21 2009-10-21 안정화된 구동전압을 이용하는 장치 및 디스플레이 시스템
US12/784,200 US9093038B2 (en) 2009-10-21 2010-05-20 Share-capacitor voltage stabilizer circuit and method of time-sharing a capacitor in a voltage stabilizer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201140552A TW201140552A (en) 2011-11-16
TWI592923B true TWI592923B (zh) 2017-07-21

Family

ID=43878935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW099122888A TWI592923B (zh) 2009-10-21 2010-07-12 分享式電容器電壓穩定器電路及在電壓穩定器中時間分享電容器之方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9093038B2 (zh)
KR (1) KR101579838B1 (zh)
TW (1) TWI592923B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201725288U (zh) * 2010-05-27 2011-01-26 深圳富泰宏精密工业有限公司 触控笔
JP2012103501A (ja) * 2010-11-10 2012-05-31 Rohm Co Ltd 液晶表示パネル、液晶駆動装置、液晶表示装置
WO2013048410A1 (en) * 2011-09-29 2013-04-04 Intel Corporation Method and apparatus for improving a load independent buffer
TWI451394B (zh) * 2011-12-30 2014-09-01 Orise Technology Co Ltd 應用於顯示面板之控制裝置及其控制方法
US10955973B2 (en) * 2013-04-16 2021-03-23 Atmel Corporation Differential sensing for touch sensors
JP2016170303A (ja) * 2015-03-13 2016-09-23 シナプティクス・ジャパン合同会社 半導体装置及び電子機器
TWI560689B (en) * 2015-05-05 2016-12-01 Au Optronics Corp Common voltage generating circuit and displaying apparatus using the same
KR102562313B1 (ko) 2016-02-19 2023-08-01 삼성전자주식회사 디스플레이 드라이버 ic와 이를 포함하는 디스플레이 시스템
CN109389924B (zh) * 2017-08-07 2020-08-18 京东方科技集团股份有限公司 一种用于显示面板的驱动电路、其驱动方法及显示面板
WO2021247602A1 (en) 2020-06-02 2021-12-09 Microchip Technology Incorporated Capacitive sensing utilizing a differential value indication

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0140041B1 (ko) * 1993-02-09 1998-06-15 쯔지 하루오 표시 장치용 전압 발생 회로, 공통 전극 구동 회로, 신호선 구동 회로 및 계조 전압 발생 회로
JPH11305735A (ja) * 1998-04-17 1999-11-05 Sharp Corp 差動増幅回路及びそれを用いた演算増幅器回路並びにその演算増幅器回路を用いた液晶駆動回路
AU2003232889A1 (en) * 2002-02-19 2003-09-09 Kopin Corporation Liquid crystal display with integrated switches for dc restore of ac coupling capacitor
JP2004247373A (ja) * 2003-02-12 2004-09-02 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置
KR100524985B1 (ko) * 2003-08-26 2005-10-31 삼성전자주식회사 효율이 높은 부스팅 회로, 이를 구비하여 부하량에 따라자동적으로 부스팅을 결정하는 부스팅 파워 장치 및 그파워 부스팅 제어 방법
JP2005135031A (ja) * 2003-10-28 2005-05-26 Sanyo Electric Co Ltd 電源回路
US7061413B2 (en) * 2004-08-25 2006-06-13 Micron Technology, Inc. Analog to digital conversion with offset cancellation
JP4501839B2 (ja) * 2005-01-17 2010-07-14 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置、駆動回路及び電子機器
TWI293828B (en) * 2005-04-28 2008-02-21 Novatek Microelectronics Corp Charge pump

Also Published As

Publication number Publication date
US20110090212A1 (en) 2011-04-21
KR20110043268A (ko) 2011-04-27
TW201140552A (en) 2011-11-16
US9093038B2 (en) 2015-07-28
KR101579838B1 (ko) 2015-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI592923B (zh) 分享式電容器電壓穩定器電路及在電壓穩定器中時間分享電容器之方法
US8044917B2 (en) Liquid crystal display device
US8982032B2 (en) Display device with integrated touch screen including pull-up and pull-down transistors and method of driving the same
US9858864B2 (en) Pixel circuit and display device including the same
US10777114B2 (en) Display panel, display device, and operation method of display device
JP5464180B2 (ja) 電気光学装置の駆動回路、電気光学装置および電子機器
US10854161B2 (en) Display device and method of detecting defect of the same
US7746302B2 (en) Reference voltage generating circuit and liquid display device using the same
US10043468B2 (en) Pixel circuit and driving method therefor, display panel and display apparatus
JP2008122965A (ja) 液晶表示装置及びその製造方法
JP4932365B2 (ja) 表示装置の駆動装置及びこれを含む表示装置
JP2009036945A (ja) 走査線駆動回路、電気光学装置及び電子機器
US9589527B2 (en) Display device including driving circuit to prevent vibration noise
CN114648953A (zh) 电源管理装置和包括电源管理装置的显示装置
US9257087B2 (en) Display devices and pixel driving methods therefor
US20100007591A1 (en) Pixel unit for a display device and driving method thereof
KR101206726B1 (ko) 표시 장치
JP2011145447A (ja) 表示素子駆動回路、電気光学装置及び電子機器
JP2008304566A (ja) プリチャージ回路、これを含む液晶表示装置および電子機器
CN116030741A (zh) 显示面板和包括显示面板的显示装置
US9076407B2 (en) Display device with electronic equipment therewith
KR101888443B1 (ko) 유기 발광 다이오드 표시장치와 그 구동방법
KR101030830B1 (ko) 전기 광학 장치 및 그 전기 광학 장치를 구비한 전자 기기
CN116524865A (zh) 像素电路
KR20160001189A (ko) 전원 공급부를 포함하는 액정표시장치