TWI598863B - 顯示裝置之電源供應器 - Google Patents

Description

顯示裝置之電源供應器

本發明實施例係有關於一種顯示裝置之電源供應器，更具體地說，本發明有關於一種用來提供電能於顯示裝置內的驅動電路之裝置。

一般而言，由於驅動電路的高能量消耗，顯示裝置顯示高解析度之影像會額外使用外部直流對直流轉換電路器以產生一主要昇壓(即顯示裝置之驅動電路的源極電壓)。

主要昇壓被用來當高解析度之顯示裝置的源極電壓，該裝置使用外部電源提供電流導致產品的耗能增加，而顯示裝置的套件設計彈性則是降低。

外部電源供應電路不能被安置於驅動電路內的原因係主要昇壓器消耗了過多的電能。

也就是說，當電源由高解析度顯示裝置的嵌入式電源提供，主要輸出昇壓輸出效率變得低於允許範圍，因而導致輸出期望輸出的問題。

因此，使用外部電源供應電路以提供電源給顯示裝置的驅動電路之傳統做法應該要改善，以及需要一個可以消散電源供應以使電源供應有效率的電源供應電路設計。

上述於此背景知識段落內揭露之資訊僅為了加強該發明背景知識的瞭解，而因此可能包含不構成先前技術，且已被此國家中所屬技術領域具有通常知識者知悉的資訊。

本發明例示性實施例提供一種電源供應器，包含設計用來可以消散因顯示裝置之驅動電路的電源消耗而不降低輸出電壓效率之嵌入式電源供應電路。

本發明之例示性實施例揭露一種顯示裝置之電源供應器，其包含驅動電路以及顯示面板，其配置用來根據從驅動電路傳輸之輸出資料電壓以顯示影像。電源供應器包含第一昇壓器以及第二昇壓器，並設置在驅動電路內。該第一昇壓器係配置來產生第一輸出電壓，第一輸出電壓係供應至驅動電路之源輸出電路的運算放大器，而第二昇壓器係配置來產生第二輸出電壓，第二輸出電壓係供應至驅動電路之源輸出電路的暫存器。

本發明之另一例示性實施例揭露一種設備，其包含電源供應電路以及驅動電路。電源供應電路包含第一電路，配置來接收第一電壓以及輸出第二電壓，而第二電路配置來接收第三電壓以及輸出不同於第二電壓之第四電壓。驅動電路包含配置來接收第二電壓之第一部分、 以及配置來接收第四電壓之第二部分。電源供應電路以及驅動電路係一體成形地構成。

要瞭解的係，先前的一般性描述以及接下來的詳細描述例示性的且說明性的，目的係提供所主張之發明的更進一步解釋。

1‧‧‧驅動電路

2‧‧‧顯示面板

10‧‧‧源輸出電路

20‧‧‧電容昇壓器

21‧‧‧輸出終端

22‧‧‧輸出終端電容

23‧‧‧第一昇壓電容

24‧‧‧第二昇壓電容

30‧‧‧電感昇壓器

31‧‧‧輸出終端

32‧‧‧輸出終端電容

33‧‧‧切換電晶體

34‧‧‧二極體

35‧‧‧電感

40‧‧‧運算放大器

50‧‧‧暫存器

201‧‧‧第一電容昇壓器

202‧‧‧第二電容昇壓器

203‧‧‧電容昇壓器

301‧‧‧第一電感昇壓器

302‧‧‧第二電感昇壓器

303‧‧‧電感昇壓器

C1‧‧‧電容

DL‧‧‧資料線路

R1‧‧‧電阻

VOUT1、VOUT2‧‧‧輸出電壓

附隨圖式係包含提供發明之進一步解釋且係併入及構成本說明書之一部份，繪示發明之例示性實施例以及連同描述用來解釋發明之原理。

第1圖係根據本發明例示性實施例之顯示裝置之驅動電路內的電源供應器。

第2圖係第1圖之電源供應器內「A」處的放大電路圖。

第3圖、第4圖以及第5圖係根據本發明另一例示性實施例之顯示裝置中驅動電路內的電源供應器。

接下來的實施方式僅顯示及描述本發明之特定例示性實施例，並簡以繪圖為之。在此技術領域之具有通常知識者將可瞭解，所描述之實施例可以不同方式而進行修改，其皆未脫離本發明之精神或者範疇。

因此，圖式以及敘述視為例示性質而非為限制性者。整篇說明書中相似的參考符號標示相似之元件。

整篇說明書以及以下申請專利範圍中，當有元件描述成「耦合(coupled)」於其他元件，該元件可能是「直接耦合(directly coupled)」 於其他元件或者透過第三元件「電性耦合(electrically coupled)」於其他元件。此外，除非明確地描述反例，字詞「包含(comprise)」以及其變化形，例如「包含(comprises)」或者「包含(comprising)」將被理解為包含其描述元件，而非排除其他元件。

一般而言，顯示裝置包含具有高解析度顯示面板並消耗過多的電能於驅動電路內。因此這種高解析度顯示裝置額外地包含外部直流電對直流電積體電路用以產生主要終端昇壓提供給源輸出電路，也就是源終端電壓。用於顯示裝置之驅動電路的源輸出電路之主要昇壓產生電壓係利用作為外部電源供應器之直流電對直流電轉換器所提供。這種附加式的外部直流對直流電路導致顯示裝置的耗能增加，且限制套件設計之各種改良。

然而，當電源供應器被安置於顯示裝置的驅動電路內時，主昇壓器的輸出電壓效率可能會顯著地消散，原因是主昇壓器消耗了過多電能，且可能因而無法提供高解析度輸出。

舉例來說，典型完全高解析度顯示裝置的源輸出電路消耗190毫瓦特(mW)到200毫瓦特，且因此由這種源輸出電路消耗的輸出電壓可能無法穩定供給。

因此，如第1圖所現，根據本發明例示性實施例之顯示裝置提供驅動電路內之電源供應器，但是電源供應器是消散的。參照第1圖，根據本例示性實施例之顯示裝置內的驅動電路1包含提供於驅動電路1內之電源供應器以及源輸出電路10。

電源供應器包含電容昇壓器20以及電感昇壓器30。作為電源供應器，電容昇壓器20以及電感昇壓器30分別產生電源並供應電源給源輸出電路10。

源輸出電路10由運算放大器電路(Op-amp)以及輸出暫存器所構成。

雖然沒有被詳細描繪在第1圖中之源輸出電路10，放大電路通常指源輸出電路10內的複數個運算放大器40且該輸出暫存器通常指源輸出電路10內的複數個暫存器50。

每個放大電路內的運算放大器40輸出灰度電壓，其係根據作為穩定電壓之全灰階範圍內接收之輸出影像資料訊號而擇選。

此外，每個輸出暫存之暫存器50輸出電壓，其對應於實質上以放大電路之運算放大器40的輸出電壓驅動顯示面板之電流。

放大電路中複數個運算放大器40係彼此相互電性地連接，並且接收從電源供應器之輸出電壓。

同樣地，輸出暫存之複數個暫存器50彼此連接且由電源供應器接收不同於供應至放大電路之電壓之一輸出電壓。

亦即，在第1圖之例示性實施例中，電源供應器之電感昇壓器30產生第一輸出電壓VOUT1並且傳送第一輸出電壓VOUT1至放大電路中的複數個運算放大器40。此外，電源供應器之電容昇壓器20產生第二輸出電壓VOUT2並且傳送第二輸出電壓VOUT2至複數個暫存器50。

於第1圖之例示性實施例中，電能消耗可能視相參考高解析度顯示裝置之資料負載能力而改變，但當該放大電路內的電能消耗高於 該暫存輸出器時，由於電感昇壓器30的輸出電壓功率較高於電容昇壓器20，傳送至放大電路的第一輸出電壓VOUT1可高於傳送至輸出暫存器之該第二輸出電壓VOUT2。

在第1圖例示性實施例內進一步描述，電感昇壓器30可包含電感35、二極體34、切換電晶體33、以及輸出終端電容32。第1圖中，切換電晶體33顯示為N型金氧半導體電晶體，但並無一定限制。此外，雖然二極體34顯示為齊納二極體(zener diode)，其他種類的二極體亦可能採用。切換電晶體33可根據輸入至其閘極終端之切換操作訊號使輸出電壓VOUT1的輸出關閉/開啟。也就是說，當切換電晶體33關閉，通過電感35而供應之電流透過二極體34以儲存在輸出終端電容32。此外，使用輸出終端電容32，輸出電壓VOUT1係經由部分輸出終端31所提供，且然後可供應至放大電路。

第1圖例示性實施例中，電容昇壓器20可包含二昇壓電容，也就是第一昇壓電容23和第二昇壓電容24、以及輸出終端電容22。第1圖中，輸出電壓VOUT2由第一昇壓電容23以及第二昇壓電容24提昇，且經由部分該輸出終端21供應至輸出暫存器並使用輸出終端電容22。

昇壓器昇壓器根據第1圖例示性實施例之電感昇壓器30以及電容昇壓器20的配置沒有限制性。

作為例示性實施例，由於電感昇壓器30之輸出電壓功率高於電容昇壓器20，輸出電壓消耗可以有效地由連接電感昇壓器30到放大電路以及輸出暫存器間具有更高電能消耗的電路而實現。

當供應電源時，根據本發明例式性實施例之電源供應器將源輸出電路中所消耗之電源區分為放大電路以及輸出暫存器，而因此電能消耗被消散以致該電能可以可接受範圍內的電壓功率而有效率地提供，即使電源供應器安置於第1圖顯示的驅動電路內。

第1圖的「A」部分，由驅動電路1之源輸出電路10內的放大電路之運算放大器40及輸出暫存器之暫存器50所構成，詳細描繪於第2圖。「A」部分包含包括於驅動電路1中之一部分源輸出電路10、以及配置用來從源輸出電路10接收資料電壓輸出之顯示面板2的資料線路DL。第2圖中，根據輸入資料訊號產生並傳輸輸出資料訊號的暫存器50透過輸出端連接電阻器R1以及資料線路DL之電容器C1。

每個顯示面板2之資料線路DL提供以對應於電阻以及電容，而藉由接收對應到輸出訊號之輸出資料電壓而透過每個資料線路DL充電該電容。

進一步描述，運算放大器40連接在供應至放大電路之輸出電壓VOUT1的來源以及接地電位之間，而根據對應到每個資料線路之輸出影像資料訊號(亦即，資料輸出)而接收電壓，並且傳送預定輸出電壓至暫存器50。

暫存器50由串聯偶合於輸出電壓VOUT2之來源以及接地電位之間的P型金氧半導體電晶體T1以及N型金氧半導體電晶體T2所構成。由運算放大器40所產生之輸出電壓係供應至各個P型金氧半導體電晶體T1以及N型金氧半導體電晶體T2之閘極電極。

由於第2圖之電路驅動方法使用藉由輸入數位灰階資料而顯示之驅動方法，當輸出電壓預定成P型金氧半導體電晶體T1的開閘電壓值時，P型金氧半導體電晶體T1被開啟而因此高電位輸出電壓VOUT2施加至資料線路DL當作輸出資料電壓。不同於此，當輸出電壓預定成N型金氧半導體電晶體T2的開閘電壓值時，N型金氧半導體電晶體T2被開啟而因此接地電壓施加至資料線路DL當作輸出資料電壓。第2圖之例示性實施例中，運算放大器40的一端以及暫存器50的一端連接至接地電位，但其無限制性。其可連接至低電位電壓源。

第3圖、第4圖以及第5圖顯示根據本發明另一例示性實施例之顯示裝置之驅動電路內的電源供應器。

第3圖之電源供應器有如第1圖之電源供應器相同配置，除了安置在驅動電路1內之電源供應器係由二個電容昇壓器所構成。亦即，根據第3圖之例示性實施例的電源供應器包含第一電容昇壓器201以及第二電容昇壓器202。

此外，供應至源輸出電路10之放大電路的輸出電壓VOUT1係產生於第二電容昇壓器202內，而供應至源輸出電路10之輸出暫存器的輸出電壓VOUT2係產生於第一電容昇壓器201內。

第一電容昇壓器201以及第二電容昇壓器202可各具有如第1圖之電容昇壓器20之相同配置，但其無限制性。

第4圖之電源供應器有如第1圖之電源供應器相同配置，除了安置於驅動電路1內之電源供應器可由二個電感昇壓器所構成。亦即， 根據第4圖之例示性實施例之電源供應器包含第一電感昇壓器301以及一第二電感昇壓器302。

此外，供應至源輸出電路10之放大電路的輸出電壓VOUT1產生於第二電感昇壓器302內，且供應至輸出暫存器之輸出電壓VOUT2產生於第一電感昇壓器301內。

第一電感昇壓器301以及第二電感昇壓器302可各具有如第1圖之電感昇壓器30相同配置，但其無限制性。

第5圖之電源供應器可如第1圖中之電源供應器有相同配置，除了產生於構成安裝在驅動電路1中之電源供應器的各個電感昇壓器與電容昇壓器中的輸出電壓供應與第1圖有所不同。

也就是說，根據第5圖之例式性實施例，電源供應器包含電感昇壓器303以及電容昇壓器203。電容昇壓器203產生輸出電壓VOUT1並且供應輸出電壓VOUT1至源輸出電路10之放大電路中的每個運算放大器40。此外，電感昇壓器303產生輸出電壓VOUT2並且供應輸出電壓VOUT2至源輸出電路10之輸出暫存器中的每個暫存器50。

一般而言，電感昇壓器較貴於電容昇壓器，而因此提供於部分源輸出電路之各部分的昇壓器可有不同地組合，如第1圖、第2圖、第3圖、第4圖以及第5圖之電源供應內的例示性實施例。

藉由使用根據本發明例示性實施例之電源供應器，主昇壓器輸出電壓可以穩定地提供於需要高度電能消耗之高解析度顯示裝置內，且電源供應電路以及驅動電路可以積體地構成因為不需要外部供應電源。

當此發明已描述目前認為可實現的例示性實施例，其應被理解的是本發明部被限制於所揭露之實施例，但反之，其意圖涵蓋包含在後附申請專利範圍之精神與範疇內之各種修改及等效配置。因此，在此技術領域之具有通常知識者將可瞭解本發明之各種修改及等效其他實施例係可能的。此技術領域具有通常知識者可以不降低效能表現的情況下省去一些構成元件，或可以增加構成元件以改善表現效能。此外，此技術領域具有通常知識者可以根據製程環境或設備而調整本說明書中所描述之方法的步驟順序。因此本發明範疇必須由申請專利範圍及其等效物之範疇而決定，而非所述實施例。

1‧‧‧驅動電路

10‧‧‧源輸出電路

20‧‧‧電容昇壓器

21‧‧‧輸出終端

22‧‧‧輸出終端電容

23‧‧‧第一昇壓電容

24‧‧‧第二昇壓電容

30‧‧‧電感昇壓器

31‧‧‧輸出終端

32‧‧‧輸出終端電容

33‧‧‧切換電晶體

34‧‧‧二極體

35‧‧‧電感

40‧‧‧運算放大器

50‧‧‧暫存器

VOUT1、VOUT2‧‧‧輸出電壓

Claims (10)

1. 一種顯示裝置之電源供應器，其包含：一驅動電路；以及一顯示面板，係根據從該驅動電路所傳送之一輸出資料電壓，配置用來顯示一影像，其中該電源供應器包含設置在該驅動電路內之一第一昇壓器以及一第二昇壓器，該第一昇壓器配置用來產生一第一輸出電壓，該第一輸出電壓被提供給該驅動電路之一源輸出電路中的運算放大器，且該第二昇壓器配置用來產生一第二輸出電壓，該第二輸出電壓被提供給該驅動電路之該源輸出電路中的一暫存器。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應器，其中該第一昇壓器以及該第二昇壓器係電感昇壓器。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電源供應器，其中該電感昇壓器包含至少一電感器、一二極體、一電晶體、以及一輸出終端電容，該電感昇壓器配置以根據該電感器提供之一電流，根據該電晶體之一切換運作，以儲存能量於該輸出終端電容內。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應器，其中該第一昇壓器以及該第二昇壓器係電容昇壓器。
5. 如申請專利範圍第4項所述之電源供應器，其中該電容昇壓器包含至少二個昇壓電容以及一輸出終端電容，該輸出終端電容配置來儲存由該二個昇壓式電容器提升之一輸出電壓。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應器，其中該第一昇壓器或者該第二昇壓器係一電感昇壓器，且該電感昇壓器包含至少一電感、一二極體、一電晶體以及一輸出終端電容。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應器，其中該第一昇壓器或者該第二昇壓器係一電容昇壓器，且該電容昇壓器包含至少二個昇壓電容以及一輸出終端電容。
8. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應器，其中該第一昇壓器產生之該第一輸出電壓較該第二昇壓器產生之該第二輸出電壓高，其中該第一昇壓器為電感昇壓器，以及該第二昇壓器為電容昇壓器。
9. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應器，其中該第一昇壓器配置用來同時提供該第一輸出電壓於該源輸出電路內之複數個該運算放大器，該複數個運算放大器分別連接至該顯示面板內的複數個資料線路。
10. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應器，其中該第二昇壓器係配置來同時提供該第二輸出電壓於該源輸出電路內之複數個該暫存器，該複數個暫存器分別連接至該顯示面板內之複數個資料線路。