JP5469027B2

JP5469027B2 - ディスプレイ・システム

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Publication number: JP5469027B2
Application number: JP2010206541A
Authority: JP
Inventors: 思傑楊; 耀光張; 獻霆黄
Original assignee: Himax Technologies Ltd
Current assignee: Himax Technologies Ltd
Priority date: 2010-01-21
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2030-09-15
Also published as: CN102136256A; JP2011150284A

Description

本発明は、ディスプレイ・システムに関し、より詳細には、該システムの電圧変換効率を向上させるために該システムのディスプレイ装置の外部に結合された可撓性プリント回路（ＦＰＣ）にチャージ・ポンプ回路を配したディスプレイ・システムに関する。

チャージ・ポンプは、キャパシタをエネルギ蓄積素子として用い、より高い又はより低い電圧電源を生成するある種のＤＣ−ＤＣ変換器である。チャージ・ポンプは、特定の形式の切り替え装置を用い、キャパシタへの電圧の接続を制御する。チャージ・ポンプは、電圧を２倍にする、電圧を３倍にする、電圧を半分にする、電圧を反転する、ｘ３／２、ｘ４／３、ｘ２／３等のように電圧を増加又は拡大縮小する機能も有してよく、制御部及び回路トポロジに従って任意の電圧を生成しうる。

従来の小型及び中型の薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）装置では、画面の寸法が大きくなると、電流消費も増大する。チャージ・ポンプ回路がＴＦＴ−ＬＣＤ装置の駆動回路内に配置される場合、該ＴＦＴ−ＬＣＤ装置の電圧変換効率は、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）抵抗器により制限されるので、悪化してしまう。

更に、システム・エンドは２．０Ｖ乃至４．８Ｖの範囲の入力電圧をＴＦＴ−ＬＣＤ装置の駆動回路に直接供給したいので、チャージ・ポンプ回路は、所望の出力電圧を供給するために異なる倍数（例えば１．５倍、２倍又は３倍）の電圧変換率に対応可能であるべきである。

従って、本願発明の目的の１つは、上述の問題を解決するディスプレイ・システムを提供することである。

ある実施形態によると、ディスプレイ・システムが提供される。ディスプレイ・システムは、ディスプレイ装置、駆動回路、可撓性プリント回路（ＦＰＣ）、チャージ・ポンプ回路及び制御回路を有する。駆動回路はディスプレイ装置に配置され、ディスプレイ装置を駆動する。ＦＰＣはディスプレイ装置の外部に結合される。チャージ・ポンプ回路は、ＦＰＣに配置され、駆動回路への少なくとも１つの出力電圧を生成する。制御回路はディスプレイ装置に配置され、駆動回路に結合され、複数の制御信号を生成し、チャージ・ポンプ回路を制御する。チャージ・ポンプ回路は、制御回路に結合され制御回路から生成された制御信号をそれぞれ受信する複数の制御ポートを有する。

別の実施形態によると、ディスプレイ・システムが開示される。ディスプレイ・システムは、ディスプレイ装置、駆動回路、ＦＰＣ、チャージ・ポンプ回路及び制御回路を有する。駆動回路はディスプレイ装置に配置され、ディスプレイ装置を駆動する。ＦＰＣはディスプレイ装置の外部に結合される。チャージ・ポンプ回路は、ＦＰＣに配置され、駆動回路への少なくとも１つの出力電圧を生成する。制御回路はディスプレイ装置に配置され、駆動回路に結合され、複数の制御信号を生成し、チャージ・ポンプ回路を制御する。チャージ・ポンプ回路は、制御回路に結合され制御回路から生成された制御信号を受信する第１の制御ポートと基準電圧を受信する第２の制御ポートとを有する。

本考案のこれら及び他の目的は、以下の種々の図及びグラフに説明された好適な実施形態の詳細な説明を読むことにより、当業者に明らかである。

本発明の例である実施形態によるディスプレイ・システムの図である。２つの制御信号、クロック信号及び処理信号をそれぞれ示すタイミング図である。別の２つの制御信号、クロック信号及び処理信号をそれぞれ示すタイミング図である。本発明の別の例である実施形態によるディスプレイ・システムの図である。

特定の用語は、以下の説明及び請求項を通じて特定の構成要素を参照するために用いられる。当業者は、ハードウェア製造業者が異なる名称によって１つの構成要素を表すことを理解するだろう。本願明細書は、名称が異なるが機能が同じ構成要素間を区別しない。以下の議論及び請求項では、用語「有する（include、including、comprise、comprising）」は、制約のない方法で用いられるので、「を有するが、．．．に限定されない」ことを意味すると解釈されるべきである。用語「結合する／された（couple、coupled）」は、間接的又は直接的な電気接続を意味する。従って、第１の装置が第２の装置に結合するという場合、この接続は直接的な電気接続を通じてもよく、他の装置及び接続を介した間接的な電気接続を通じてもよい。

チャージ・ポンプ回路がＴＦＴ−ＬＣＤ装置の駆動回路から可撓性プリント回路（ＦＰＣ）へ移動された場合には、チャージ・ポンプ回路の制御動作をＦＰＣにどのように配置するかを検討する必要がある。図１を参照する。図１は、発明の例である実施形態によるディスプレイ・システム１００の図である。ディスプレイ・システム１００は、限定ではなく、ディスプレイ装置１１０、パネル１２０、駆動回路１３０、制御回路１４０、可撓性プリント回路１５０及びチャージ・ポンプ回路１６０を有する。パネル１２０はディスプレイ装置１１０に配置される。駆動回路１３０はディスプレイ装置１１０に配置され、パネル１２０を駆動する。制御回路１４０もディスプレイ装置１１０に配置され、駆動回路１３０に結合され、ＳＣ１／ＳＣ１’及びＳＣ２／ＳＣ２’のような複数の制御信号を生成し、チャージ・ポンプ回路１６０を制御する。可撓性プリント回路１５０は、ディスプレイ装置１１０の外部に結合される。チャージ・ポンプ回路１６０は、可撓性プリント回路１５０に配置され、制御回路１４０により生成された制御信号ＳＣ１／ＳＣ１’及びＳＣ２／ＳＣ２’に従って、駆動回路１３０への少なくとも１つの出力電圧を生成する。

更に、チャージ・ポンプ回路１６０は、複数の制御ポート（例えば１６２＿１及び１６２＿２）、チャージ・ポンプ・ユニット１６４及び処理ユニット１６６を有する。本実施形態では、制御ポート１６２＿１及び１６２＿２は、制御回路１４０に結合され、制御回路１４０から生成された制御信号ＳＣ１／ＳＣ１’及びＳＣ２／ＳＣ２’をそれぞれ受信する。チャージ・ポンプ・ユニット１６４は、駆動回路１３０への少なくとも１つの出力電圧を生成するために用いられる。処理ユニット１６６は、制御ポート１６２＿１及び１６２＿２とチャージ・ポンプ・ユニット１６４との間に結合され、制御ポート１６２＿１及び１６２＿２を介して制御回路１４０から生成された制御信号ＳＣ１／ＳＣ１’及びＳＣ２／ＳＣ２’をそれぞれ受信し、制御信号ＳＣ１／ＳＣ１’及びＳＣ２／ＳＣ２’に従ってチャージ・ポンプ・ユニット１６４を制御する。チャージ・ポンプ回路１６０は、ポンプ係数ＰＦ１を設定し、制御信号ＳＣ１／ＳＣ１’、ＳＣ２／ＳＣ２’に従って２つの出力電圧ＶＳＰ及びＶＳＮを生成する。出力電圧ＶＳＰ及びＶＳＮは、使用するために駆動回路１３０へ送信される。制御回路１４０及びチャージ・ポンプ回路１６０の動作は、特定の図及び実施形態を用いて詳細に説明される。

留意すべき点は、明確及び簡単のため、本発明の本実施形態は添付の図面を参照し以下に詳細に説明されることである。しかしながら、本発明は該実施形態に限定されないことに留意すべきである。図１と共に図２を参照する。

図２は、２つの制御信号ＳＣ１及びＳＣ２、クロック信号Ｓ_{ｃｌｏｃｋ}及び処理信号Ｓ_{ｐｒｏｃｅｓｓ}をそれぞれ示すタイミング図である。制御回路１４０は、制御信号ＳＣ１、ＳＣ２を生成し、駆動回路１３０の要求に従ってチャージ・ポンプ回路１６０を制御する。チャージ・ポンプ回路１６０の処理ユニット１６６は、制御ポート１６２＿１及び１６２＿２を介して制御信号ＳＣ１、ＳＣ２を受信し、受信した制御信号ＳＣ１、ＳＣ２に排他的論理和（ＸＯＲ）演算を実行し、チャージ・ポンプ・ユニット１６４への図２に示されたクロック信号Ｓ_{ｃｌｏｃｋ}を生成する。処理ユニット１６６は、受信した制御信号ＳＣ１、ＳＣ２に従って、チャージ・ポンプ・ユニット１６４へのデータ信号又はコマンド信号を選択的に生成する。例えば、図２に示されるように、処理ユニット１６６は、制御信号ＳＣ１、ＳＣ２が全て論理「１」であるときにリセット信号を生成する。しかしこれは本発明の限定と見なされるべきではない。別の実施形態では、処理ユニット１６６は、制御信号ＳＣ１、ＳＣ２が全て論理「０」であるときにリセット信号を生成し、制御信号ＳＣ１が論理「０」であり且つ制御信号ＳＣ２が論理「１」であるときに処理ユニット１６６は処理信号Ｓ_{ｐｒｏｃｅｓｓ}で論理「０」に設定し、又は制御信号ＳＣ１が論理「１」であり制御信号ＳＣ２が論理「０」であるときに処理ユニット１６６は処理信号Ｓ_{ｐｒｏｃｅｓｓ}で論理「１」に設定しうる。従って、処理ユニット１６６は、２つのリセット・コマンド信号の間で処理信号Ｓ_{ｐｒｏｃｅｓｓ}（例えば図２に示される論理値「０１１００」）を得る。処理信号Ｓ_{ｐｒｏｃｅｓｓ}はデータ信号又はコマンド信号であってよい。チャージ・ポンプ回路１６０は、ポンプ係数ＰＦ１を設定し、２つの出力電圧ＶＳＰ及びＶＳＮをクロック信号Ｓ_{ｃｌｏｃｋ}及び処理信号Ｓ_{ｐｒｏｃｅｓｓ}に従って生成しうる。例えば、本実施形態では、チャージ・ポンプ回路１６０は、論理値「０１１００」を有する処理信号Ｓ_{ｐｒｏｃｅｓｓ}に従ってポンプ係数ＰＦ１を３／２に設定する。

本発明の別の実施形態では、制御回路１４０は、別の２つの制御信号ＳＣ１’、ＳＣ２’を生成し、チャージ・ポンプ回路１６０を制御する。図１と共に図３を参照する。

図３は、２つの制御信号ＳＣ１’及びＳＣ２’、クロック信号Ｓ_{ｃｌｏｃｋ}’及び処理信号Ｓ_{ｐｒｏｃｅｓｓ}’をそれぞれ示すタイミング図である。処理ユニット１６６は、制御ポート１６２＿１及び１６２＿２を介して制御信号ＳＣ１’、ＳＣ２’を受信し、受信した制御信号ＳＣ１’、ＳＣ２’に排他的論理和（ＸＯＲ）演算を実行し、チャージ・ポンプ・ユニット１６４への図３に示されたクロック信号Ｓ_{ｃｌｏｃｋ}’を生成する。処理ユニット１６６は、受信した制御信号ＳＣ１’、ＳＣ２’に従って、チャージ・ポンプ・ユニット１６４へのデータ信号又はコマンド信号を選択的に生成する。例えば、処理ユニット１６６は、制御信号ＳＣ１’、ＳＣ２’が全て論理「１」であるときにコマンド信号Ｓ_{ｃｏｍｍａｎｄ}を生成し、次に制御信号ＳＣ１’が論理「０」であり且つ制御信号ＳＣ２’が論理「１」であるときに処理ユニット１６６はコマンド信号Ｓ_{ｃｏｍｍａｎｄ}で論理「０」を設定し、制御信号ＳＣ１’が論理「１」であり且つ制御信号ＳＣ２が論理「０」であるときに処理ユニット１６６はコマンド信号Ｓ_{ｃｏｍｍａｎｄ}で論理「１」を設定しうる。処理ユニット１６６は、制御信号ＳＣ１’、ＳＣ２’が全て論理「０」であるときにデータ信号Ｓ_ｄａｔａを生成し、次に制御信号ＳＣ１’が論理「０」であり且つ制御信号ＳＣ２’が論理「１」であるときに処理ユニット１６６はデータ信号Ｓ_ｄａｔａで論理「０」を設定し、制御信号ＳＣ１’が論理「１」であり且つ制御信号ＳＣ２が論理「０」であるときに処理ユニット１６６はデータ信号Ｓ_ｄａｔａで論理「１」を設定しうる。従って、処理ユニット１６６は、必要に応じて、コマンド信号Ｓ_{ｃｏｍｍａｎｄ}（例えば図３に示される論理値「０１１００」）及びデータ信号Ｓ_ｄａｔａ（例えば図３に示される論理値「１０１」）を得る。チャージ・ポンプ回路１６０は、ポンプ係数ＰＦ１を設定し、２つの出力電圧ＶＳＰ及びＶＳＮをクロック信号Ｓ_{ｃｌｏｃｋ}’、コマンド信号Ｓ_{ｃｏｍｍａｎｄ}及びデータ信号Ｓ_ｄａｔａに従って生成しうる。例えば、本実施形態では、チャージ・ポンプ回路１６０は、論理値「０１１００」を有するコマンド信号Ｓ_{ｃｏｍｍａｎｄ}に従ってポンプ係数ＰＦ１を４／３に設定する。

図１から分かるように、チャージ・ポンプ回路１６０は、ディスプレイ装置１１０の駆動回路１３０内ではなく、可撓性プリント回路１５０に配置される。従って、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）抵抗器Ｒにより制限されないので、チャージ・ポンプ回路１６０の電圧変換効率は実質的に向上されうる。更に、２つの制御信号ＳＣ１（ＳＣ１’）及びＳＣ２（ＳＣ２’）のみが（留意すべき点は、制御信号の数は設計要件に従って調整可能であることである）、チャージ・ポンプ回路１６０の電圧変換効率を制御するために必要である。これにより、チャージ・ポンプ回路１６０のピン数を最小化し、コストを低減するとい目的を達成する。

留意すべき点は、上述のディスプレイ装置１１０は、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）装置でありうること、駆動回路１３０はＴＦＴ−ＬＣＤドライバＩＣでありうることである。しかしこれは本発明の限定と見なされるべきではない。また、制御線の数は限定されない。

図４を参照する。図４は、本発明の別の例である実施形態によるディスプレイ・システム４００の図である。ディスプレイ・システム４００とディスプレイ・システム１００との相違は、ディスプレイ・システム４００内のチャージ・ポンプ回路４６０の制御ポート４６２＿１及び４６２＿２のうちの一方が固定電圧源Ｖｒ（例えばＶｓｓ又はＶｄｄ）に結合されることである。従って、制御回路４４０は、単に１つの制御信号Ｓ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}を介してチャージ・ポンプ回路４６０を制御するだけである。処理ユニット４６６は、制御信号Ｓ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}に従ってクロック信号をチャージ・ポンプ・ユニット４６４に供給し、固定電圧Ｖｒに従ってチャージ・ポンプ・ユニット４６４のポンプ係数ＰＦ１を設定する。例えば、チャージ・ポンプ回路４６０の制御ポート４６２＿１がグランドを基準とする電圧源に結合される場合、チャージ・ポンプ・ユニット４６４のポンプ係数ＰＦ１は３／２に設定されうる。結果として、チャージ・ポンプ４６０は、１つの固定されたポンプ状態でのみ動作しうる。

上述の実施形態は、本発明の特徴を説明するためにのみ提示されたものであり、如何なる場合も本発明の範囲の限定と考えられるべきではない。纏めると、本発明は、ディスプレイ・システムの電圧変換効率を向上させるために該システムのディスプレイ装置の外部に結合されたＦＰＣのチャージ・ポンプ回路を配したディスプレイ・システムを提供する。ディスプレイ・システムは、少なくとも２つの制御ポートを用い、ＦＰＣに配置されたチャージ・ポンプ回路を制御する。

当業者は、本発明の教示を守りつつ、装置及び方法の多くの変形及び代替がなされ得ることを直ちに理解するだろう。従って、以上の開示は、特許請求の範囲の境界及び範囲によってのみ限定されると見なされるべきである。
［関連出願の相互参照］
本願は、２００９年２月１２日出願の係属中の米国出願番号１２／３７０５８５の一部継続出願である。米国出願番号１２／３７０５８５は、２００８年１０月２９日出願の米国仮出願番号６１／１０９１９３の利益を請求する。これらの出願の内容は参照されることにより本願明細書に組み込まれる。

１００ディスプレイ・システム
１１０ディスプレイ装置
１２０パネル
１３０駆動回路
１４０制御回路
１５０可撓性プリント回路
１６０チャージ・ポンプ回路
１６４チャージ・ポンプ・ユニット
１６６処理ユニット
４００ディスプレイ・システム
４１０ディスプレイ装置
４２０パネル
４３０駆動回路
４４０制御回路
４５０可撓性プリント回路
４６０チャージ・ポンプ回路
４６４チャージ・ポンプ・ユニット
４６６処理ユニット

Claims

ディスプレイ装置、
該ディスプレイ装置に配置され該ディスプレイ装置を駆動する駆動回路、
該ディスプレイ装置の外部に結合された可撓性プリント回路（ＦＰＣ）、
該ＦＰＣに配置され、前記駆動回路への少なくとも１つの出力電圧を生成するチャージ・ポンプ回路、及び
前記ディスプレイ装置に配置され、前記駆動装置に結合され、複数の制御信号を生成し、前記チャージ・ポンプ回路を制御する制御回路、
を有し、
前記チャージ・ポンプ回路は、前記制御回路に結合され、前記制御信号をそれぞれ受信する複数の制御ポート、
前記駆動回路への少なくとも１つの前記出力電圧を生成するチャージ・ポンプ・ユニット、及び
前記複数の制御ポートと前記チャージ・ポンプ・ユニットとの間に結合され、前記複数の制御ポートを介して前記制御信号を受信し、前記制御信号に従って前記チャージ・ポンプ・ユニットを制御し、前記受信した複数の制御信号同士の排他的論理和（ＸＯＲ）演算を実行し、前記チャージ・ポンプ・ユニットへのクロック信号を生成する処理ユニット、
を有する、
ことを特徴とするディスプレイ・システム。
前記処理ユニットは、前記受信した制御信号に従って、前記チャージ・ポンプ・ユニットへの処理信号を選択的に生成し、前記処理信号に従って前記チャージ・ポンプ・ユニットのポンプ係数を設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ・システム。
前記処理ユニットは、前記受信した制御信号の論理値を比較することにより、前記チャージ・ポンプ・ユニットへの処理信号を選択的に生成し、前記処理信号に従って前記チャージ・ポンプ・ユニットのポンプ係数を設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ・システム。
前記ディスプレイ装置は、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）装置であり、前記駆動回路はＴＦＴ−ＬＣＤドライバＩＣである、
ことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ・システム。
ディスプレイ装置、
該ディスプレイ装置に配置され該ディスプレイ装置を駆動する駆動回路、
該ディスプレイ装置の外部に結合された可撓性プリント回路（ＦＰＣ）、
該ＦＰＣに配置され、前記駆動回路への少なくとも１つの出力電圧を生成するチャージ・ポンプ回路、及び
前記ディスプレイ装置に配置され、前記駆動装置に結合され、１つの制御信号を生成し、前記チャージ・ポンプ回路を制御する制御回路、
を有し、
前記チャージ・ポンプ回路は、
前記制御回路に結合され、前記制御信号を受信する第１の制御ポートと、基準電圧を受信する第２の制御ポート、
前記駆動回路への少なくとも１つの前記出力電圧を生成するチャージ・ポンプ・ユニット、
前記第１の制御ポート、前記第２の制御ポート及び前記チャージ・ポンプ・ユニットに結合され、前記第１の制御ポートを介して前記制御信号を受信し、前記第２の制御ポートを介して前記基準電圧を受信し、前記制御信号及び前記基準電圧に従って前記チャージ・ポンプ・ユニットを制御し、前記制御信号に従ってクロック信号を前記チャージ・ポンプ・ユニットに供給し、前記基準電圧に従って前記チャージ・ポンプ・ユニットのポンプ係数を設定する処理ユニット、
を有する、
ことを特徴とするディスプレイ・システム。
前記基準電圧は固定電圧レベルを有する、
ことを特徴とする請求項５に記載のディスプレイ・システム。
前記ディスプレイ装置は、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）装置であり、前記駆動回路はＴＦＴ−ＬＣＤドライバＩＣである、
ことを特徴とする請求項５に記載のディスプレイ・システム。