TWI450260B - 薄膜液晶顯示器的電源裝置 - Google Patents

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Description

薄膜液晶顯示器的電源裝置
本發明係有關於一種電源裝置，尤指一種整合正電荷幫浦及負電荷幫浦至玻璃面板的薄膜液晶顯示器的電源裝置。
當操作薄膜液晶顯示器時，薄膜液晶顯示器的電源裝置需提供不同電壓給薄膜液晶顯示器。因此，電源裝置必須利用電源驅動單元，產生脈衝寬度調變控制訊號。然後，第一電壓產生電路根據輸入電壓和脈衝寬度調變控制訊號，產生第一電壓(VDDA)。
第一電壓(VDDA)產生之後，電源裝置再利用正電荷幫浦與負電荷幫浦，產生並輸出第一電壓的倍壓(VDDG)及負電壓(VEEG)，以控制薄膜電晶體開關的開啟與關閉。然而，在先前技術中，電源裝置係由許多外部元件所組成，且電源裝置係形成於印刷電路板上。因此，電源裝置的成本高且需要較大面積的印刷電路板。
本發明係有關於一種薄膜液晶顯示器的電源裝置。該電源裝置包含一印刷電路板、一第一電壓產生電路、一玻璃面板、一正電荷幫浦及一負電荷幫浦。該第一電壓產生電路，形成於該印刷電路板上，用以產生一第一電壓及一脈衝寬度調變訊號；該正電荷幫浦，形成於該玻璃面板上，用以接收該第一電壓及該脈衝寬度調變訊號，並據以輸出至少一該第一電壓的倍壓；該負電荷幫浦，形成於該玻璃面板上，用以接收該脈衝寬度調變訊號，並據以輸出一負電壓。
本發明提供一種薄膜液晶顯示器的電源裝置。該電源裝置係利用一第一電壓產生電路，產生一第一電壓及一脈衝寬度調變訊號。然後，一正電荷幫浦可根據該第一電壓及該脈衝寬度調變訊號，產生至少一該第一電壓的倍壓，以及一負電荷幫浦可根據該脈衝寬度調變訊號，產生一負電壓。另外，該正電荷幫浦和該負電荷幫浦係整合於一玻璃面板上。如此，本發明不僅可減少該電源裝置的外部元件數量，且因為該正電荷幫浦和該負電荷幫浦係整合於該玻璃面板上，所以該電源裝置的成本較低以及需要一較小面積的印刷電路板。
請參照第1圖，第1圖係為本發明的一實施例說明一種薄膜液晶顯示器的電源裝置100的示意圖。電源裝置100包含一印刷電路板102、一第一電壓產生電路104、一玻璃面板106、一正電荷幫浦108及一負電荷幫浦110。第一電壓產生電路104係形成於印刷電路板102上，用以產生一第一電壓VDDA及一脈衝寬度調變訊號PWM；正電荷幫浦108係形成於玻璃面板106上，用以接收第一電壓VDDA及脈衝寬度調變訊號PWM，並根據第一電壓VDDA及脈衝寬度調變訊號PWM，輸出二倍壓VDDG2X與三倍壓VDDG3X。正電荷幫浦108包含二倍壓電路1082與三倍壓電路1084，其中二倍壓電路1082係用以輸出二倍壓VDDG2X以及三倍壓電路1084係用以輸出三倍壓VDDG3X。但本發明並不受限於正電荷幫浦108僅輸出二倍壓VDDG2X與三倍壓VDDG3X。亦即正電荷幫浦108係用以輸出至少一第一電壓VDDA的倍壓。負電荷幫浦110係形成於玻璃面板106上，用以接收脈衝寬度調變訊號PWM，並根據脈衝寬度調變訊號PWM，輸出一負電壓VEEG。
如第1圖所示，第一電壓產生電路104包含一電源驅動單元1042、一電晶體1044、一電感1046、二極體1048、一電容1050及一負載1052。電源驅動單元1042係用以提供一脈衝寬度調變控制訊號PS；電晶體1044具有一第一端，一第二端，用以接收脈衝寬度調變控制訊號PS，及一第三端，耦接於一地端GND；電感1046具有一第一端，用以接收一輸入電壓VIN，及一第二端，耦接於電晶體1044的第一端，用以輸出脈衝寬度調變訊號PWM；二極體1048具有一第一端，耦接於電晶體1044的第一端，及一第二端，用以輸出輸入電壓VIN；電容1050具有一第一端，耦接於二極體1048的第二端，及一第二端，耦接於地端GND；負載1052具有一第一端，耦接於二極體1048的第二端，及一第二端，耦接於地端GND。如第1圖所示，第一電壓VDDA係為根據脈衝寬度調變訊號PWM與輸入電壓VIN，透過電感1046儲能與二極體1048箝位下，所得到的穩態直流電壓。另外，脈衝寬度調變訊號PWM的工作週期是由脈衝寬度調變控制訊號PS所控制。
請參照第2圖和第3圖，第2圖係為說明二倍壓電路1082的示意圖，和第3圖係為說明產生二倍壓VDDG2X的時序的示意圖。如第2圖所示，二倍壓電路1082係用以接收第一電壓VDDA及脈衝寬度調變訊號PWM，並據以輸出二倍壓VDDG2X。二倍壓電路1082包含一第一充電電容10822、一第一薄膜電晶體10824、一第二薄膜電晶體10826及一第一穩壓電容10828，其中第一充電電容10822與第一穩壓電容10828係為玻璃面板106的耦合電容。第一充電電容10822具有一第一端，用以接收脈衝寬度調變訊號PWM，及一第二端；第一薄膜電晶體10824具有一第一端，用以接收第一電壓VDDA，一第二端，耦接於第一薄膜電晶體10824的第一端，及一第三端，耦接於第一充電電容10822的第二端；第二薄膜電晶體10826具有一第一端，耦接於第一充電電容10822的第二端，一第二端，耦接於第二薄膜電晶體10826的第一端，及一第三端，用以輸出二倍壓VDDG2X；第一穩壓電容10828具有一第一端，耦接於第二薄膜電晶體10826的第三端，及一第二端，耦接於地端GND。
如第2圖和第3圖所示，當脈衝寬度調變訊號PWM係為一低電位(0V)時，第一薄膜電晶體10824開啟以及第二薄膜電晶體10826關閉。此時，第一電壓VDDA對第一充電電容10822充電，因此節點A(第一充電電容10822的第二端)的電位被提升至第一電壓VDDA。當脈衝寬度調變訊號PWM係為一高電位(VDDA)時，第一薄膜電晶體10824關閉以及第二薄膜電晶體10826開啟。此時，脈衝寬度調變訊號PWM對第一充電電容10822充電，因此節點A的電位由第一電壓VDDA再被提升至二倍壓VDDG2X，並持續維持在二倍壓VDDG2X。因為第二薄膜電晶體10826開啟，所以第二薄膜電晶體10826的第三端便可輸出二倍壓VDDG2X。另外，第一穩壓電容10828係用以穩定節點A的電位。
請參照第4圖和第5圖，第4圖係為說明三倍壓電路1084的示意圖，和第5圖係為說明產生三倍壓VDDG3X的時序的示意圖。如第2圖所示，三倍壓電路1084係用以接收第一電壓VDDA及脈衝寬度調變訊號PWM，並據以輸出三倍壓VDDG3X。三倍壓電路1084包含一第二充電電容10842、一第三薄膜電晶體10844、一第四薄膜電晶體10846、一第二穩壓電容10848、一第三充電電容10850、一第五薄膜電晶體10852、一第六薄膜電晶體10854及一第三穩壓電容10856，其中第二充電電容10842、第二穩壓電容10848、第三充電電容10850及第三穩壓電容10856係為玻璃面板106的耦合電容。第二充電電容10842具有一第一端，用以接收脈衝寬度調變訊號PWM，及一第二端；第三薄膜電晶體10844具有一第一端，用以接收第一電壓VDDA，一第二端，耦接於第三薄膜電晶體10844的第一端，及一第三端，耦接於第二充電電容10842的第二端；第四薄膜電晶體10846具有一第一端，耦接於第二充電電容10842的第二端，一第二端，耦接於第四薄膜電晶體10846的第一端，及一第三端，用以輸出二倍壓VDDG2X；第二穩壓電容10848具有一第一端，耦接於第四薄膜電晶體10846的第三端，及一第二端，耦接於地端GND；第三充電電容10850具有一第一端，用以接收脈衝寬度調變訊號PWM，及一第二端；第五薄膜電晶體10852具有一第一端，用以接收二倍壓VDDG2X，一第二端，耦接於第五薄膜電晶體10852的第一端，及一第三端，耦接於第三充電電容10850的第二端；第六薄膜電晶體10854具有一第一端，耦接於第三充電電容10850的第二端，一第二端，耦接於第六薄膜電晶體10854的第一端，及一第三端，用以輸出三倍壓VDDG3X；第三穩壓電容10856具有一第一端，耦接於第六薄膜電晶體10854的第三端，及一第二端，耦接於地端GND。
如第4圖和第5圖所示，當脈衝寬度調變訊號PWM係為低電位(0V)時，第三薄膜電晶體10844和第五薄膜電晶體10852開啟，以及第四薄膜電晶體10846和第六薄膜電晶體10854關閉。此時，第一電壓VDDA對第二充電電容10842充電，因此節點B(第二充電電容10842的第二端)的電位被提升至第一電壓VDDA。另外，因為第四薄膜電晶體10846關閉，所以第四薄膜電晶體10846的第三端的電位尚未被提升。因此，雖然第五薄膜電晶體10852開啟，但因為第四薄膜電晶體10846的第三端的電位尚未被提升，所以節點C(第三充電電容10850的第二端)的電位亦未被提升。當脈衝寬度調變訊號PWM係為高電位(VDDA)時，第四薄膜電晶體10846和第六薄膜電晶體10854開啟，以及第三薄膜電晶體10844和第五薄膜電晶體10852關閉。此時，脈衝寬度調變訊號PWM對第二充電電容10842充電，所以節點B的電位由第一電壓VDDA再被提升至二倍壓VDDG2X。因為第四薄膜電晶體10846開啟，所以第四薄膜電晶體10846的第三端的電位可被提升至二倍壓VDDG2X。另外，因為第二穩壓電容10848係用以穩定第四薄膜電晶體10846的第三端的電位，所以第四薄膜電晶體10846的第三端的電位可持續維持在二倍壓VDDG2X。
如第4圖和第5圖所示，當脈衝寬度調變訊號PWM再次為低電位(0V)時，第三薄膜電晶體10844和第五薄膜電晶體10852開啟，以及第四薄膜電晶體10846和第六薄膜電晶體10854關閉。此時，二倍壓VDDG2X透過開啟的第五薄膜電晶體10852對第三充電電容10850充電，因此節點C的電位被提升至二倍壓VDDG2X。當脈衝寬度調變訊號PWM再次為高電位時，第四薄膜電晶體10846和第六薄膜電晶體10854開啟，以及第三薄膜電晶體10844和第五薄膜電晶體10852關閉。此時，脈衝寬度調變訊號PWM對第三充電電容10850充電，所以節點C的電位可由二倍壓VDDG2X再被提升至三倍壓VDDG3X。因為第六薄膜電晶體10854開啟，所以第六薄膜電晶體10854的第三端的電位可被提升至三倍壓VDDG3X，並輸出三倍壓VDDG3X。另外，因為第三穩壓電容10856係用以穩定第六薄膜電晶體10854的第三端的電位，所以第六薄膜電晶體10854的第三端的電位可持續維持在三倍壓VDDG3X。
請參照第6圖和第7圖，第6圖係為說明負電荷幫浦110的示意圖，和第7圖係為說明產生負電壓VEEG的時序的示意圖。如第6圖所示，負電荷幫浦包含一第四充電電容1102、一第七薄膜電晶體1104、一第八薄膜電晶體1106及一第四穩壓電容1108，其中第四充電電容1102及第四穩壓電容1108係為玻璃面板106的耦合電容。第四充電電容1102具有一第一端，用以接收脈衝寬度調變訊號PWM，及一第二端；第七薄膜電晶體1104具有一第一端，耦接於第四充電電容1102的第二端，一第二端，耦接於第七薄膜電晶體1104的第一端，及一第三端，耦接於地端GND；第八薄膜電晶體1106具有一第一端，用以輸出負電壓VEEG，一第二端，耦接於第八薄膜電晶體1106的第一端，及一第三端，耦接於第四充電電容1102的第二端；第四穩壓電容1108具有一第一端，耦接於第八薄膜電晶體1106的第一端，及一第二端，耦接於地端GND。
如第6圖和第7圖所示，當脈衝寬度調變訊號PWM係為低電位(0V)時，第七薄膜電晶體1104關閉和第八薄膜電晶體1106開啟。此時，第四充電電容1102的電位為0，以及節點D(第四充電電容1102的第二端)的電位亦為0。當脈衝寬度調變訊號PWM係為高電位(VDDA)時，第七薄膜電晶體1104開啟和第八薄膜電晶體1106關閉。此時，脈衝寬度調變訊號PWM對第四充電電容1102充電，因此，第四充電電容1102兩端的電壓差係為脈衝寬度調變訊號PWM的高電位(VDDA)，且節點D的電位還是為0。當脈衝寬度調變訊號PWM係為低電位(0V)時，第七薄膜電晶體1104關閉和第八薄膜電晶體1106開啟。此時，第四充電電容1102的第一端的電位係為0V，但因為要維持第四充電電容1102兩端的電壓差(VDDA)，所以節點D(第四充電電容1102的第二端)的電位會被往下箝位至負電壓VEEG。因為第八薄膜電晶體1106開啟，所以第八薄膜電晶體1106的第一端可輸出負電壓VEEG。另外，因為第四穩壓電容1108係用以穩定第八薄膜電晶體1106的第一端的電位，所以第八薄膜電晶體1106的第一端的電位可持續維持在負電壓VEEG。
綜上所述，本發明所提供的薄膜液晶顯示器的電源裝置係利用第一電壓產生電路，產生第一電壓及脈衝寬度調變訊號。然後，正電荷幫浦可根據第一電壓及脈衝寬度調變訊號，產生至少一第一電壓的倍壓，以及負電荷幫浦可根據脈衝寬度調變訊號，產生負電壓。另外，正電荷幫浦和負電荷幫浦係整合於玻璃面板上。如此，本發明不僅可減少電源裝置的外部元件數量，且因為正電荷幫浦和負電荷幫浦係整合於玻璃面板上，所以電源裝置的成本較低以及需要較小面積的印刷電路板。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100．．．電源裝置
102．．．印刷電路板
104．．．第一電壓產生電路
106．．．玻璃面板
108．．．正電荷幫浦
110．．．負電荷幫浦
1082．．．二倍壓電路
1084．．．三倍壓電路
1042．．．電源驅動單元
1044．．．電晶體
1046．．．電感
1048．．．二極體
1050．．．電容
1052．．．負載
1102．．．第四充電電容
1104．．．第七薄膜電晶體
1106‧‧‧第八薄膜電晶體
1108‧‧‧第四穩壓電容
10822‧‧‧第一充電電容
10824‧‧‧第一薄膜電晶體
10826‧‧‧第二薄膜電晶體
10828‧‧‧第一穩壓電容
10842‧‧‧第二充電電容
10844‧‧‧第三薄膜電晶體
10846‧‧‧第四薄膜電晶體
10848‧‧‧第二穩壓電容
10850‧‧‧第三充電電容
10852‧‧‧第五薄膜電晶體
10854‧‧‧第六薄膜電晶體
10856‧‧‧第三穩壓電容
GND‧‧‧地端
PS‧‧‧脈衝寬度調變控制訊號
PWM‧‧‧脈衝寬度調變訊號
VDDA‧‧‧第一電壓
VDDG2X‧‧‧二倍壓
VDDG3X‧‧‧三倍壓
VEEG‧‧‧負電壓
VIN‧‧‧輸入電壓
第1圖係為本發明的一實施例說明一種薄膜液晶顯示器的電源裝置的示意圖。
第2圖係為說明二倍壓電路的示意圖。
第3圖係為說明產生二倍壓的時序的示意圖。
第4圖係為說明三倍壓電路的示意圖。
第5圖係為說明產生三倍壓的時序的示意圖。
第6圖係為說明負電荷幫浦的示意圖。
第7圖係為說明產生負電壓的時序的示意圖。
100．．．電源裝置
102．．．印刷電路板
104．．．第一電壓產生電路
106．．．玻璃面板
108．．．正電荷幫浦
110．．．負電荷幫浦
1082．．．二倍壓電路
1084．．．三倍壓電路
1042．．．電源驅動單元
1044．．．電晶體
1046．．．電感
1048．．．二極體
1050．．．電容
1052．．．負載
GND．．．地端
PS．．．脈衝寬度調變控制訊號
PWM．．．脈衝寬度調變訊號
VDDA．．．第一電壓
VDDG2X．．．二倍壓
VDDG3X．．．三倍壓
VEEG．．．負電壓
VIN．．．輸入電壓

Claims (7)

  1. 一種薄膜液晶顯示器的電源裝置，包含：一印刷電路板；一第一電壓產生電路，形成於該印刷電路板上，用以產生一第一電壓及一脈衝寬度調變訊號；一玻璃面板；一正電荷幫浦，形成於該玻璃面板上，用以接收該第一電壓及該脈衝寬度調變訊號，並據以輸出至少一該第一電壓的倍壓，其中該正電荷幫浦包含：一二倍壓電路，用以接收該第一電壓及該脈衝寬度調變訊號，並據以輸出該第一電壓的一二倍壓，該二倍壓電路包含：一第一充電電容，具有一第一端，用以接收該脈衝寬度調變訊號，及一第二端；一第一薄膜電晶體，具有一第一端，用以接收該第一電壓，一第二端，耦接於該第一端，及一第三端，耦接於該第一充電電容的第二端；一第二薄膜電晶體，具有一第一端，耦接於該第一充電電容的第二端，一第二端，耦接於該第一端，及一第三端，用以輸出該二倍壓；及一第一穩壓電容，具有一第一端，耦接於該第二薄膜電晶體的第三端，及一第二端，耦接於一地端；及 一負電荷幫浦，形成於該玻璃面板上，用以接收該脈衝寬度調變訊號，並據以輸出一負電壓。
  2. 如請求項1所述之電源裝置，其中該第一充電電容與該第一穩壓電容係為該玻璃面板的耦合電容。
  3. 如請求項1所述之電源裝置，其中該正電荷幫浦另包含：一三倍壓電路，用以接收該第一電壓及該脈衝寬度調變訊號，並據以輸出該第一電壓的一三倍壓，該三倍壓電路包含：一第二充電電容，具有一第一端，用以接收該脈衝寬度調變訊號，及一第二端；一第三薄膜電晶體，具有一第一端，用以接收該第一電壓，一第二端，耦接於該第一端，及一第三端，耦接於該第二充電電容的第二端；一第四薄膜電晶體，具有一第一端，耦接於該第二充電電容的第二端，一第二端，耦接於該第一端，及一第三端，用以輸出該二倍壓；一第二穩壓電容，具有一第一端，耦接於該第四薄膜電晶體的第三端，及一第二端，耦接於該地端；一第三充電電容，具有一第一端，用以接收該脈衝寬度調變訊號，及一第二端；一第五薄膜電晶體，具有一第一端，用以接收該二倍壓，一第二端，耦接於該第一端，及一第三端，耦接於該 第三充電電容的第二端；一第六薄膜電晶體，具有一第一端，耦接於該第三充電電容的第二端，一第二端，耦接於該第一端，及一第三端，用以輸出該三倍壓；及一第三穩壓電容，具有一第一端，耦接於該第六薄膜電晶體的第三端，及一第二端，耦接於該地端。
  4. 如請求項3所述之電源裝置，其中該第二充電電容、該第二穩壓電容、第三充電電容及該第三穩壓電容係為該玻璃面板的耦合電容。
  5. 如請求項1所述之電源裝置，其中該負電荷幫浦包含：一第四充電電容，具有一第一端，用以接收該脈衝寬度調變訊號，及一第二端；一第七薄膜電晶體，具有一第一端，耦接於該第四充電電容的第二端，一第二端，耦接於該第一端，及一第三端，耦接於一地端；一第八薄膜電晶體，具有一第一端，用以輸出該負電壓，一第二端，耦接於該第一端，及一第三端，耦接於該第四充電電容的第二端；及一第四穩壓電容，具有一第一端，耦接於該第八薄膜電晶體的第一端，及一第二端，耦接於該地端。
  6. 如請求項5所述之電源裝置，其中該第四充電電容及該第四穩壓電容係為該玻璃面板的耦合電容。
  7. 如請求項1所述之電源裝置，其中該第一電壓產生電路包含：一電源驅動單元，用以提供一脈衝寬度調變控制訊號；一電晶體，具有一第一端，一第二端，用以接收該脈衝寬度調變控制訊號，及一第三端，耦接於一地端；一電感，具有一第一端，用以接收一輸入電壓，及一第二端，耦接於該電晶體的第一端，用以輸出該脈衝寬度調變訊號；一二極體，具有一第一端，耦接於該電晶體的第一端，及一第二端，用以輸出該第一電壓；一電容，具有一第一端，耦接於該二極體的第二端，及一第二端，耦接於該地端；及一負載，具有一第一端，耦接於該二極體的第二端，及一第二端，耦接於該地端。
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