TWM455957U

TWM455957U - 面板控制電路與多晶片模組

Info

Publication number: TWM455957U
Application number: TW102200762U
Authority: TW
Inventors: Der-Jiunn Wang
Original assignee: Richtek Technology Corp
Priority date: 2013-01-14
Filing date: 2013-01-14
Publication date: 2013-06-21
Also published as: KR200475048Y1; KR20140004423U

Description

面板控制電路與多晶片模組

本新型是有關於一種面板控制電路，特別是藉由兩個二極體以分流升壓與降壓不同之電阻電路之一種面板控制電路。

驅動液晶面板的像素時，基本的驅動電壓波形為如第1圖的波形1所示之高低位準切換的波形。為求更佳的驅動效果，傳統之技術係將切換之電壓波形設計為削角波形(gate shaping)之特徵，其目的是在低位準切換至高位準時先將驅動電壓預先拉升、在高位準切換至低位準時先將驅動電壓預先降低，以避免位準變換過於快速時因電容耦合效應造成液晶面板像素的灰階位準偏移。參照第1圖，垂直方向代表電壓，水平方向代表時間。波形1為無削角設計之波形，而波形2~4為根據不同之需求而對應之各種具削角特徵之波形。

參照第2圖，其中顯示先前技術之一面板控制電路10。圖式中輸出端VG所供應的電壓對應於第1圖之波形，電壓VGH與VGL分別代表高電壓源與低電壓源，對應於第1圖波形中之高低位準。以波形2為例，操作方式為：首先，開關ML為導通狀態，而開關MH、MD1、MD2為關閉狀態，此時輸出端VG所產生的電壓為低位準。接著，輸出端VG要切換至高位準之前，開關MH、ML為關閉狀態，而開關MD1、MD2為導通狀態，電壓端AVDD對輸出端VG供電而產生削角A之波形，其中削角A之斜率受電阻R影響：當R電阻值較小時電壓上升較快，當R電阻值較大時斜率較小，電壓上升較慢。之後，開關MH導通，開關ML、MD1、MD2則為關閉狀態，於是高壓源VGH對輸出端VG供電，此時輸出端VG所產生的電壓為高位準。接著，輸出端VG要切換至低位準之前，開關MH、ML為關閉狀態，而開關MD1、MD2為導通狀態，輸出端VG對電壓端AVDD放電而產生削角B之波形，其中削角B之角度同樣受電阻Rf影響。以上先前技術的缺點是升壓與降壓削角均受同一電阻R所控制，無法因應不同的需求來分別設定不同的升壓與降壓削角。

參考第3圖，其中顯示另一先前技術之面板控制電路20，其與面板控制電路10主要不同點在於改為升壓電阻Rr與降壓電阻Rf之並聯電路且增加一個降壓二極體Dr，當產生升壓削角A時，上升斜率由並聯電路的電阻值來決定，產生降壓削角B時，下降斜率由降壓電阻Rf的電阻值來決定。然而，此種設計雖可區別升壓與降壓兩種不同電阻值以提供不同的削角斜率，但並聯電路造成電阻值的運算較為複雜，如何對應削角斜率需求來設定電阻值，使用上有困擾。

參照第4圖，其中顯示又一先前技術之面板控制電路30，其與面板控制電路10主要之不同點為：除降壓電阻Rf與開關MD1、MD2對應於第1圖原有電阻R與開關MD1、MD2之外，增加另一組升壓電阻Rr與開關MR1、MR2，當欲產生升壓削角時，可導通升壓電阻Rr與開關MR1、MR2，當欲產生降壓削角時，可導通降壓電阻Rf與開關MD1、MD2，換言之可單純設定升壓電阻Rr與降壓電阻Rf的電阻值來決定不同的升降壓削角斜率。此種設計雖可區隔升壓與降壓兩種不同電路以及相關電阻值，但增加了開關MR1、MR2，且開關MR1、MR2需為高壓電晶體，成本增加不少。

故此，如何提供一設計簡單且具經濟效益之面板控制電路，實為相關領域之人員所重視的議題之一。

本新型的其他目的和優點可以從本新型所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。

為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本新型之一實施例提出一種面板控制電路，係以一輸出端提供一控制電壓以控制面板像素之顯示，該面板控制電路包括：一電壓調節單元，具有一高壓開關、一低壓開關、一電壓調整開關以分別將該輸出端耦接於一高壓源、一低壓源、與一切換接點；一方向切換單元，具有一升壓二極體與一降壓二極體，該升壓二極體與該降壓二極體係各別順向與逆向耦接於該切換接點與一升壓接點以及一降壓接點之間；一升壓電阻，耦接於該升壓接點和一調整電壓端之間；以及一降壓電阻，耦接於該降壓接點和該調整電壓端之間。

本新型之另一實施例提出一種面板控制電路，係以一輸出端提供一控制電壓以控制面板像素之顯示，該面板控制電路包括：一電壓調節單元，具有一高壓開關、一低壓開關、一電壓調整開關以分別將該輸出端耦接於一高壓源、一低壓源、與一切換接點；一升壓電阻，其一端耦接於該切換接點；一降壓電阻，其一端耦接於該切換接點；以及一方向切換單元，具有一升壓二極體與一降壓二極體，該升壓二極體與該降壓二極體係各別順向與逆向耦接於該升壓電阻以及降壓電阻與一調整電壓端之間。

在其中一種實施型態中，該電壓調整開關包括兩電晶體開關、其寄生二極體極性相反，或是包括一可調寄生二極體極性之電晶體開關。

在其中一種實施型態中，該電壓調節單元與該方向切換單元整合為單一晶片，或個別為單獨晶片而共同封裝在同一多晶片模組內。。

在其中一種實施型態中，該升壓電阻與降壓電阻為外掛元件。

在本新型之又一實施例中，提出一種面板控制電路多晶片模組，係以一輸出端提供一控制電壓以控制面板像素之顯示，該面板控制電路多晶片模組包括：一第一晶片，具有一高壓開關、一低壓開關、一電壓調整開關以分別將該輸出端耦接於一高壓源、一低壓源、與一切換接點；以及一第二晶片，具有一升壓二極體與一降壓二極體，該升壓二極體的陰極端耦接於該切換接點，陽極端供透過一升壓電阻而耦接於一調整電壓端，該降壓二極體之陽極端耦接於該切換接點，陰極端供透過一降壓電阻而耦接於一調整電壓端。

為讓本新型之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

1、2、3、4‧‧‧波形

10、20、30、40‧‧‧面板控制電路

41‧‧‧電壓調節單元

42‧‧‧方向切換單元

A、B‧‧‧削角

AVDD‧‧‧電壓端

Df‧‧‧降壓二極體

Dr‧‧‧升壓二極體

MD‧‧‧電壓調整開關

MD1、MD2、MH、ML、MR1、MR2‧‧‧開關

Na‧‧‧接點

Nf‧‧‧降壓接點

Nr‧‧‧升壓接點

Ns‧‧‧切換接點

R‧‧‧電阻

Rf‧‧‧降壓電阻

Rr‧‧‧升壓電阻

VG‧‧‧輸出端

VGH‧‧‧高壓源

VGL‧‧‧低壓源

第1圖為先前技術之控制電壓波形示意圖。

第2圖為先前技術之一面板控制電路示意圖。

第3圖為先前技術之另一面板控制電路示意圖。

第4圖為先前技術之又一面板控制電路示意圖。

第5圖為本新型一實施例之面板控制電路示意圖。

第6、7圖為本新型電壓調整開關另兩實施例之示意圖。

第8圖為本新型又一實施例之面板控制電路示意圖。

有關本新型之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。本新型中的圖式均屬示意，主要意在表示各裝置以及各元件之間之功能作用關係，至於形狀、厚度與寬度則並未依照比例繪製。

第5圖為本新型一實施例之面板控制電路40示意圖，其中包括：一電壓調節單元41、一方向切換單元42、一升壓電阻Rr與一降壓電阻Rf。電壓調節單元41包括開關MH、開關ML、電壓調整開關MD。輸出端VG分別經由開關MH耦接於一高壓源VGH、經由開關ML耦接於一低壓源VGL、與經由電壓調整開關MD耦接於一切換接點Ns。在本實施例中，電壓調整開關MD包括開關MD1與MD2，MD1與MD2的寄生二極體極性相反；電壓調整開關MD亦可改換為如第6、7圖的結構，其中第7圖為可調寄生二極體極性之電晶體開關。方向切換單元42具有一升壓二極體Dr與一降壓二極體Df，升壓二極體Dr與降壓二極體Df係各別耦接於切換接點Ns和一升壓接點Nr以及切換接點Ns和一降壓接點Nf之間。電壓端AVDD經由一升壓電阻Rr與一降壓電阻Rf分別耦接於升壓接點Nr以及降壓接點Nf。當中，升壓電阻Rr與降壓電阻Rf可為相同電阻值，亦可為不同電阻值，以分別決定升壓與降壓之削角波形。

以第1圖的波形2為例，面板控制電路40之運作為：(1)當開關ML導通、且開關MH與電壓調整開關MD為關閉狀態時，低壓源VGL對輸出端VG供電；此時輸出端VG所產生的電壓為低位準。(2)輸出端VG切換至高位準之前，開關ML與MH關閉，電壓調整開關MD導通，電壓端AVDD對輸出端VG供電，電流經由電壓端AVDD、升壓電阻Rr、升壓二極體Dr(降壓二極體Df不導通)、切換接點Ns、以及電壓調整開關MD流往輸出端VG；因升壓電阻Rr之作用，此時之供電可產生類似第1圖中削角A之波形特徵。(3)接著，關閉電壓調整開關MD與開關ML，導通開關MH，直接以高壓源VGH對輸出端VG供電，產生高位準波形。(4)輸出端VG切換至低位準之前，開關ML與MH關閉，電壓調整開關MD導通，產生輸出端VG對電壓端AVDD之放電路徑，電流經由輸出端VG、電壓調整開關MD、切換接點Ns、降壓二極體Df(升壓二極體Dr不導通)、降壓電阻Rf、流往電壓端AVDD；因降壓電阻Rf之作用，此時之供電可產生類似第1圖中削角B之波形特徵。(5)接著，關閉電壓調整開關MD與開關MH，導通開關ML，直接以低壓源VGL對輸出端VG供電，產生低位準波形。

以上所述為產生第1圖波形2的方法，但本新型不限於此；顯然，波形1~4，本新型的電路都可以產生。

繼續參照第5圖並對照第2圖，當控制電壓波形進入升壓狀態時，開關ML與MH關閉，電壓調整開關MD導通，電流經由電壓端AVDD、升壓電阻Rr、升壓二極體Dr、切換接點Ns、以及電壓調整開關MD對輸出端VG進行供電，其中，在電壓端AVDD以及輸出端VG間，主要之電壓降為升壓二極體Dr兩端之電壓差VD，故從電壓端之電壓AVDD到輸出端VG之電壓差為AVDD-VGL-VD，其中主要之阻抗來自升壓電阻Rr，故升壓之削角波形可根據關係式：(AVDD-VGL-VD)/Rr所決定。然而，若開關MD1、MD2所造成之電壓差或升壓二極體Dr之內電阻具有影響，則其影響當列入關係式。

另方面，當控制電壓波形從高壓進入降壓狀態時，開關ML與MH關閉，電壓調整開關MD導通，電流經由輸出端VG、電壓調整開關MD、切換接點Ns、降壓二極體Df、以及降壓電阻Rf流往電壓端AVDD。其中，在電壓端AVDD以及輸出端VG間，主要之電壓降為降壓二極體Df兩端之電壓差VD。從輸出端VG到電壓端AVDD之電壓差為VGH-AVDD-VD，而主要之阻抗為降壓電阻Rf，故降壓之削角波形可根據關係式：(VGH-AVDD-VD)/Rf所決定。然而，若開關MD1、MD2所造成之電壓差或降壓二極體Df之內電阻具有相對性影響，則其影響當列入關係式。

進一步說明，控制電壓可為傳送至顯示面板之控制電晶體之一閘極控制電壓，藉由控制電晶體控制顯示面板中像素內液晶之旋轉角度，進而控制像素之顯示灰階，以控制顯示面板之顯示狀態。

第5圖所示電路中，電壓調節單元41與方向切換單元42可整合為單一晶片，又或可為個別單獨晶片而共同封裝在同一多晶片模組(MCM：Multi-Chip Module)內；而升壓電阻Rr和降壓電阻Rf則可為外掛元件，提供使用者藉設定不同的電阻值來調整削角波形。

在本新型的相同概念下，也可將電路設計成第8圖的結構，也屬於本新型的範圍，不過由於升壓電阻Rr和降壓電阻Rf宜為外掛元件，在此情況下與第5圖相比，原本的接點Ns必須成為接腳、且增加了接點Na也必須成為接腳，故成本較高。但如果升壓電阻Rr 和降壓電阻Rf則不為外掛元件，則第8圖電路有和第5圖電路相同的效果。

與先前技術相較，本新型之成本較低，且具有升降壓削角容易設定的優點，因此優於先前技術。

惟以上所述者，僅為本新型之較佳實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，即大凡依本新型申請專利範圍及新型說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。舉例而言，在圖示直接連接的兩元件或電路之間，可以插置不影響電路主要功能的其他電路或元件，例如開關等。另外本新型的任一實施例或申請專利範圍不須達成本新型所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本新型之權利範圍。

40‧‧‧面板控制電路