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CN101320549B - 液晶显示器面板的极性反转电源控制方法及系统 - Google Patents

液晶显示器面板的极性反转电源控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种液晶显示器面板的极性反转电源控制方法及系统。本发明的薄膜晶体管液晶显示器面板的极性反转电源控制方法包含下列步骤：提供一储存电容，其中该储存电容的电容值大于LCD面板的共用驱动电极(VCOM)的电容值；将该储存电容充电至一第一中心电压；以一共用输出放大器于一正极性期间将该VCOM电压仅由该第一中心电压推升至一第一上电压；以及以一共用输出放大器于一负极性期间将该VCOM电压仅由该第一中心电压推降至一第一下电压。

Description

液晶显示器面板的极性反转电源控制方法及系统 
技术领域
本发明涉及一种薄膜晶体管液晶显示器面板的极性反转电源控制方法及系统，特别是涉及一种使用于列极性反转的电源控制方法及系统。 
背景技术
薄膜晶体管液晶显示器面板已被广泛使用于个人数字助理器、移动电话和其它移动器材。当移动器材的大小被降低后，液晶显示器面板的大小也随着被降低。单芯片设计是特别适用于较小的液晶显示器面板。大体而言，只有一电源电压(例如3.5伏特)提供给该单芯片，并据以产生不同的电压电平。例如，有不同的电压电平在一液晶显示器驱动单芯片上，包含系统电压(3.3伏特的VDD)，源极驱动器电压(5伏特的VDDA)，栅极驱动器电压(-15和15伏特的VGH和VGL)及一共用电压(由-1伏特变化至4.5伏特的VCOM)，其均由该3.5伏特的电源电压产生。对现代的3G或3.5G移动电话和3.5吋的液晶显示器面板，由于大的源极驱动电流和共用切换电流(为了极性反转)，针对2.4吋液晶显示器面板使用的单芯片电源驱动能力已不再适用。因此，源极驱动电流和共用切换电流已成为电源电路设计的瓶颈且必需予以降低。 
图1显示一源极驱动器1和一液晶显示器面板2的传统结构。该源极驱动器1包含多个源极驱动器输出11(只有一个源极驱动器输出被显示)和一共用输出放大器12。每一个源极驱动器输出11提供一源极驱动器电流至具有相等于像素电容负载Cs的一相对应的像素。该共用输出放大器12在列极性反转期间提供一共用切换电流至一共用电容负载Ccom。依据以下的公式(1)，有三种方法可降低电流I，其分别为降低扫描频率f，降低电容负载的电容值，降低电容负载的跨压V。 
I＝f×C×V                    …(1) 
然而，该扫描频率f关联于影像质量，而电容值C关联于面板的大小，因此该两个因素(f和C)预期将维持不变，而唯一降低电流I的方法是降 低电压V。 
发明内容
本发明的一种薄膜晶体管液晶显示器面板的极性反转电源控制方法的一实施例包含下列步骤：提供一储存电容，其中该储存电容的电容值大于LCD面板的共用驱动电极VCOM的电容值；将该储存电容充电至一第一中心电压；通过使用一共用输出放大器在一正极性期间将该VCOM电压由该第一中心电压升至一第一上电压；以及通过使用所述共用输出放大器在一负极性期间将该VCOM电压由该第一中心电压降至一第一下电压。 
本发明的一种薄膜晶体管液晶显示器面板的极性反转电源控制方法的一实施例包含下列步骤：通过一储存电容在一正极性期间将液晶显示器面板的共用驱动电极VCOM的电容由一第一下电压充电至第一中心电压；通过一共用输出放大器在所述正极性期间将该VCOM电容由该第一中心电压充电至一第一上电压；通过使用所述储存电容在一负极性期间将该VCOM电容由该第一上电压放电至该第一中心电压；以及通过所述共用输出放大器在所述负极性期间将该VCOM电容由该第一中心电压放电至一第一下电压。 
本发明的一种薄膜晶体管液晶显示器面板的极性反转电源控制系统的一实施例包含一储存电容及一源极驱动器。该储存电容利用电荷共用将液晶显示器面板的共用驱动电极VCOM的电容由一第一下电压充电至一第一中心电压，及利用电荷共用将面板的电容负载由一第二下电压充电至一第二中心电压。该源极驱动器，包含一共用输出放大器、多个源极驱动器输出、多个第一源极开关及多个第二源极开关。该共用输出放大器用于将VCOM电容由一第一中心电压充电至一第一上电压。该多个源极驱动器输出用于将对应的多个电容负载由该第二中心电压充电至对应的数据电压。该多个第一源极开关用于控制该源极驱动器输出对所述电容负载的充电以及所述共用输出放大器对所述VCOM电容的充电。该多个第二源极开关用于控制该电容负载和该储存电容的电荷分享。该第三源极开关用于控制该VCOM电容和该储存电容的电荷分享。 
附图说明
图1显示已知的源极驱动器及液晶显示器面板的结构； 
图2是根据本发明的具体实施例说明一装置；及 
图3是图2的时序图。 
附图符号说明 
1          源极驱动器         2         液晶显示器面板 
11         源极驱动器输出     12        共用输出放大器 
3          源极驱动器         4         LCD面板 
301-30n    源极驱动器输出     31        共用输出放大器 
32         共用中心放大器     SOi       源极输出电压 
SIG1       第一控制讯号       SIG2      第二控制讯号 
SIG3       第三控制讯号       SIG4      第四控制讯号 
CCAP       储存电容           CVOM      VCOM通道电容 
C1-Cn      电容负载           Ccom      共用电容负载 
SC1-SCn    第二源极开关       Cs        像素电容负载 
SV         第三源极开关       TP1       正极性期间 
TN1        负极性期间 
具体实施方式
图2是显示本发明的第一具体实施例的装置。图3是图2的共用电压VCOM、源极输出电压SOi、第二控制电压SIG2和第三控制讯号SIG3的时序图。该电源控制系统包含位于电路板的一源极驱动器3及一储存电容CCAP(大约1μF)，及一LCD面板4。该储存电容的电容值，例如大于该LCD面板的一VCOM通道电容至少10倍。该LCD面板4包含多个对应至该LCD面板4的多个像素的电容负载C1-Cn(大约15至20pF)及一VCOM通道电容CVOM(大约15nF)。置放至该电路板的该储存电容CCAP在列极性反转期间和面板的VCOM通道电容CVCOM及电容负载C1-Cn进行电荷共用。该储存电容CCAP的电容值远大于该VCOM通道电容CVCOM及电容负载C1-Cn的电容值。该源极驱动器3包含一共用输出放大器31、一共用中心放大器32、多个源极驱动器输出301-30n、多个第一源极开关S1-Sn、多个第二源极开关SC1-SCn和SC、及一第三源极开关SV。该共用输出放大器31用于将VCOM通道电容CVCOM由一第一中心电压VCOMC充电至一第一上电压VCOMH。该源极驱动器输出301-30n用于将LCD面板4的电容负载C1-Cn由一第二中心电压VCOMC2充电至对应数据电压。该第一源极开关S1-Sn由对应的 第一控制讯号SIG1控制，用于控制该源极驱动器输出301-30n的充电。该第二源极开关SC1-SCn和SC由对应的第二控制讯号SIG2控制，用于控制该电容负载C1-Cn和储存电容CCAP之间的电荷共用。该第三源极开关SV由对应的第三控制讯号SIG3控制，用于控制该VCOM通道电容CVCOM和储存电容CCAP之间的电荷共用。该共用中心放大器32由一第四开关SB控制，该第四开关SB于电源启动或其它情形时预充电该储存电容CCAP至该第一中心电压VCOMC。 
以下是本发明的极性反转电源控制方法的一实施例。请参考图2及图3，相对于图1，该储存电容CCAP被加入。首先，于第一正极性期间TP1，该共用中心放大器32将第四控制讯号SIG4保持于高逻辑状态以关闭该第四源极开关SB，进而将该储存电容CCAP预充电至该第一中心电压VCOM。之后，该第四源极开关SB被打关。第二，进入该第一正极性期间TP1，将第三控制讯号SIG3保持于高逻辑状态以关闭该第三源极开关SV。藉由该储存电容CCAP，该VCOM通道电容CVCOM由该第一电压VCOML充电至该第一中心电压VCOMC。换言之，该VCOM通道电容CVCOM经由与该储存电容CCAP电荷共用，在无需该共用输出放大器31的协助下被充电至该第一中心电压VCOMC。同时，将第二控制讯号SIG2保持于高逻辑状态以关闭该第二源极开关SC1-SCn和SC，该电容负载C1-Cn由该第二低电压VCOML2充电至该第二中心电压VCOMC2。其代表该电容负载C1-Cn 经由与该储存电容CCAP电荷共用而被充电。之后，该第二控制讯号SIG2进入低逻辑状态以打开该第二源极开关SC1-SCn和SC。此时，该储存电容CCAP的共用电压VCOM仍在第一中心电压VCOMC，而该电容负载C1-Cn的源极输出电压SOi 为接近该第一中心电压VCOMC的第一中心电压VCOMC2。之后，该第一源极开关S1-Sn+1由高逻辑状态的第一控制讯号SIG1所关闭，藉以将VCOM通道电容CVCOM由该第一中心电压VCOMC充电至该第一上电压VCOMH，且将该电容负载C1-Cn由该第二中心电压VCOMC2充电至相对应的略低于该第一上电压VCOMH的数据电压VCOMH2。请注意该第二中心电压VCOMC2很接近于该第一中心电压VCOMC，该第二控制讯号SIG2的高电平时间比该第三控制讯号SIG3的高电平时间来的长，且该对应数据电压的电平VCOMH2和其对应的像素值有关。此外，该第一中心电压VCOMC是该第一电压VCOML和该第一上电压VCOMH的平均值。 
其次，在进入第一负极性期间TN1，该VCOM通道电容CVCOM藉由该储存电容CCAP，由该第一上电压VCOMH放电至该第一中心电压VCOMC。此时，该第三 控制讯号SIG3保持于高逻辑状态以关闭该第三源极开关SV。换言之，该VCOM通道电容CVCOM经由与该储存电容CCAP电荷共用而被放电。同时，将第二控制讯号SIG2保持于高逻辑状态以关闭该第二源极开关SC1-SCn和SC，该电容负载C1-Cn由相对应的数据电压VCOMH2放电至该第二中心电压VCOMC2。其代表该电容负载C1-Cn经由与该储存电容CCAP电荷共用而被放电。之后，该第二和第三控制讯号SIG2和SIG3进入低逻辑状态以分别打开该第二源极开关SC1-SCn、SC和该第三源极开关SV。该第一源极开关S1-Sn+1由高逻辑状态的第一控制讯号SIG1所关闭，藉以将VCOM通道电容CVCOM由该第一中心电压VCOMC放电至该第一下电压VCOML，且将该电容负载C1-Cn由该第二中心电压VCOMC2放电至相对应的略高于该第一下电压VCOML的第二下电压VCOML2。由于第二及第三正极性期间TP2和TP3及第二负极性期间TN2，和上述的第一正极性TP1和第一负极性期间TN1的操作类似，在此即不再重述。 
根据以上的实施例，储存在该储存电容CCAP内的电荷可具以产生该第一中心电压VCOMC，且在每一个列极性反转的过程重复使用。请参考图3，在该第一正极性TP1期间，储存在该储存电容CCAP内的电荷被用于在期间A向VCOM通道电容CVCOM充电，及在期间A′向该电容负载C1-Cn充电。在该第一负极性TN1期间，该储存电容CCAP被用于在期间C接收VCOM通道电容CVCOM的放电电荷，及在期间C′接收该电容负载C1-Cn的放电电荷。换言之，在正极性TP1期间和负极性TN1期间，该源极驱动器输出301-30n和该共用输出放大器31只分别在期间B和B′提供驱动电流，且只分别在期间D和D′吸收驱动电流。因此，依据本发明的实施例，共用切换电流(流经该共用输出放大器31)和源极驱动电流(流经该源极驱动器输出301-30n)只有一半的摆幅。 
本发明的电源控制方法及装置的实施例使用于薄膜晶体管液晶显示器面板的极性反转，其藉由加入一储存电容以提供一中心电压。此外，以一共用输出放大器于一正极性期间将该VCOM电压仅由该中心电压推升至一上电压，且以一共用输出放大器于一负极性期间将该VCOM电压仅由该中心电压推降至一下电压。因共用切换电流和源极驱动电流只有一半的摆幅，因此可以降低共用切换电流。 
本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而本领域的技术人员可基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本发明的权利要求所涵盖。 

Claims (18)

1.一种薄膜晶体管液晶显示器面板的极性反转电源控制方法，包含下列步骤：
提供一储存电容，其中该储存电容的电容值大于液晶显示器面板的共用驱动电极VCOM的电容值；
通过使用一共用中心放大器将该储存电容充电至一第一中心电压；
通过使用一共用输出放大器在一正极性期间将该VCOM电压由该第一中心电压升至一第一上电压；以及
通过使用所述共用输出放大器在一负极性期间将该VCOM电压由该第一中心电压降至一第一下电压。
2.如权利要求1所述的极性反转电源控制方法，其还包含下列步骤：
通过使用多个源极驱动器输出在一正极性期间将该液晶显示器面板的电容负载的电压由第二中心电压升至对应的数据电压；以及
通过多个源极驱动器输出在一负极性期间将该电容负载的电压由该第二中心电压降至第二下电压。
3.如权利要求1所述的极性反转电源控制方法，其中该储存电容经由一VCOM开关连接至VCOM电容，该VCOM开关在正极性期间和负极性期间的起始端被致能。
4.如权利要求2所述的极性反转电源控制方法，其中该储存电容经由一VCOM开关连接至VCOM电容，该VCOM开关在正极性期间和负极性期间的起始端被致能。
5.如权利要求4所述的极性反转电源控制方法，其中该储存电容经由多个源极开关连接至液晶显示器面板的电容负载，该源极开关在正极性期间和负极性期间的起始端被致能，且其致能的时间长于VCOM开关的致能时间。
6.一种薄膜晶体管液晶显示器面板的极性反转电源控制方法，包含下列步骤：
通过一共用输出放大器在一正极性期间将液晶显示器面板的共用驱动电极VCOM电容由一第一中心电压充电至一第一上电压；
通过使用所述共用输出放大器在一负极性期间将该VCOM电容由该第一中心电压放电至一第一下电压；
通过一储存电容在所述正极性期间将该VCOM电容通过使用一共用中心放大器由该第一下电压充电至该第一中心电压；以及
通过使用所述储存电容在所述负极性期间将该VCOM电容由该第一上电压放电至该第一中心电压。
7.如权利要求6所述的极性反转电源控制方法，其中该VCOM电容的充电是通过与该储存电容的电荷共用。
8.如权利要求6所述的极性反转电源控制方法，其中该VCOM电容的放电是通过与该储存电容的电荷共用。
9.如权利要求6所述的极性反转电源控制方法，其中该储存电容设置于一电路板上，且其电容值大于该VCOM电容的电容值。
10.如权利要求6所述的极性反转电源控制方法，其中该第一中心电压的电压值是该第一上电压和第一下电压的平均值。
11.如权利要求6所述的极性反转电源控制方法，其还包含于VCOM电容充电前将该储存电容预充电至该第一中心电压的步骤。
12.如权利要求6所述的极性反转电源控制方法，其还包含：
将多个电容负载由一第二下电压充电至一第二中心电压；
将该多个电容负载由该第二中心电压充电至对应的数据电压，其中该数据电压小于该第一上电压；
通过使用该储存电容将该多个电容负载由该对应的数据电压放电至该第二中心电压；以及
将该多个电容负载由该第二中心电压放电至该第二下电压。
13.如权利要求12所述的极性反转电源控制方法，其中该电容负载的充电是通过与该储存电容的电荷共用。
14.如权利要求12所述的极性反转电源控制方法，其中该电容负载的放电是通过与该储存电容的电荷共用。
15.如权利要求12所述的极性反转电源控制方法，其中该电容负载的充电时间长于该VCOM电容的充电时间。
16.如权利要求12所述的极性反转电源控制方法，其中该电容负载的放电时间长于该VCOM电容的放电时间。
17.一种薄膜晶体管液晶显示器面板的极性反转电源控制系统，包含：
一储存电容，其利用电荷共用将液晶显示器面板的共用驱动电极VCOM的电容由一第一下电压充电至一第一中心电压，及利用电荷共用将面板的电容负载由一第二下电压充电至一第二中心电压；
一源极驱动器，包含：
一共用输出放大器，用于将该VCOM电容由一第一中心电压充电至一第一上电压；
多个源极驱动器输出，用于将对应的多个电容负载由该第二中心电压充电至对应的数据电压；
多个第一源极开关，用于控制该源极驱动器输出对所述电容负载的充电以及所述共用输出放大器对所述VCOM电容的充电；
多个第二源极开关，用于控制该电容负载和该储存电容的电荷分享；
一第三源极开关，用于控制该VCOM电容和该储存电容的电荷分享；及
一共用中心放大器，连接所述储存电容，所述储存电容由一第四开关所控制，其用于将该储存电容预充电至一第一中心电压。
18.如权利要求17所述的极性反转电源控制系统，其中该储存电容的电容值大于该VCOM电容的电容值。
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