电源电路和具有该电源电路的液晶显示装置的制作方法
专利名称：电源电路和具有该电源电路的液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电源电路，更详细地说，涉及适用于具有单芯片化的源极驱动器的液晶显示装置的电源电路。
背景技术：
一般而言，有源矩阵型的液晶显示装置具有由夹持液晶层的两块基板等构成的液晶面板，在该两块基板中的一个基板呈格子状配置有多条栅极总线(扫描信号线)和多条源极总线(视频信号线)，与这些多条栅极总线和多 条源极总线的交叉点分别对应地设置有配置成矩阵状的多个像素形成部。各像素形成部包括薄膜晶体管(TFT)和用于保持像素值的像素电容等，该薄膜晶体管是栅极端子与通过对应的交叉点的栅极总线连接，并且源极端子与通过该交叉点的源极总线连接的开关元件。另外，在上述两块基板中的另一块基板设置有共用电极，该共用电极是共用地设置于上述多个像素形成部的对置电极。在有源矩阵型的液晶显示装置中还设置有驱动上述多条栅极总线的栅极驱动器(扫描信号线驱动电路)和驱动上述多条源极总线的源极驱动器(视频信号线驱动电路)。另外，一般而言，源极驱动器以IC(Integrated Circuit :集成电路)芯片的方式设置于显示部的边缘部。另外，在现有技术中，在液晶显示装置设置有多个源极驱动器(IC芯片)(具有多个IC芯片的结构被称为“多芯片结构”)，以确保作为源极驱动器有充分的驱动能力。然而，近年来为了实现液晶显示装置的小型化，源极驱动器的单芯片化在不断发展中。另外，采用不仅是源极驱动器而且连电源电路或定时控制器(timing controller)等也收纳于一个IC芯片的单芯片驱动器的液晶显示装置也在逐渐增加中。另外，近年来，在采用a-SiTFT液晶面板(在薄膜晶体管的半导体层使用非晶硅的液晶面板)的液晶显示装置中，源极驱动器的单片化在进展中。关于栅极驱动器，现有技术中多以IC芯片的方式设置于显示部的边缘部，但近年来，在基板上直接形成栅极驱动器的情况也慢慢多起来。这种栅极驱动器被称为“单片栅极驱动器”等，另外，具有单片栅极驱动器的面板被称为“栅极驱动器单片面板”等。此外，在采用点反转驱动方式(使液晶施加电压的正负极性在垂直、水平方向上按每相邻的像素反转，并且在各像素中按每帧反转的驱动方式)或源极线反转驱动方式(使液晶施加电压的正负极性按每源极总线反转，并且在各源极线中按每帧反转的驱动方式)的液晶显示装置中，由于需要使共用电极的电位一定，所以能够从源极驱动器输出的电压的振幅必须是与液晶施加电压的最大值的2倍以上相当的振幅。因此，例如在设液晶施加电压的最大值为6V的液晶显示装置中，需要输出电压的振幅能够为12V以上的源极驱动器。在这种情况下，如果源极驱动器以多芯片结构实现，则驱动信号(扫描信号VG和视频信号VS)的电位关系如图10所示。关于扫描信号VG，在图10所示的例子中，栅极导通电压VGH为24V，栅极断开电压VGL为-7V。关于视频信号VS，在图10所示的例子中，在OV到12V的范围内变动。像这样，在源极驱动器以多芯片结构实现的情况下，只要使视频信号VS在正的电压范围内变动即可，所以源极驱动器的驱动用的电源电压只要生成正的电源电压就足够了。与之相对地，在源极驱动器以单芯片驱动器实现的情况下，驱动信号(扫描信号VG和视频信号VS)的电位关系如图11所示。关于扫描信号VG，在图11所示的例子中，栅极导通电压VGH为18V，栅极断开电压VGL为-13V。关于视频信号VS，在图11所示的例子中，在-6V到6V的范围内变动。与栅极驱动器以多芯片结构实现的情况不同，视频信号VS在正电压和负电压两者的范围内变动。其理由如下。一般而言，大型用驱动器的工艺耐压为13. 5V程度，与之相对地，单芯片驱动器的工艺耐压为6. OV 6. 5V程度。因此，在源极驱动器以单芯片驱动器实现的情况下，假如只用正的电源电压，则视频信号的振幅最大为 6.OV 6. 5V程度。该振幅对于采用点反转驱动方式或源极线反转驱动方式的液晶显示装置来说是不充分的。因此，除了正的电源电压以外，需要负的电源电压。像这样，在具有单芯片化的源极驱动器的液晶显示装置中，作为源极驱动器的驱动用的电源电压，需要生成正负的电源电压。作为用于生成正负的电源电压的结构，已知有如下结构。图12是表示用于生成正负的电源电压的现有技术的结构例(以下称为“第一结构例”。)的电路图。在第一结构例中，用两个D⑶C转换电路712、812生成正负的电源电压。详细地说，在一个D⑶C转换电路712中，通过将电源电压VCC升压而生成正的电源电压(该电压由于是模拟电压，所以以下称为“正侧模拟电源电压”)AVDDP，在另一个D⑶C转换电路812中，通过将电源电压VCC降压而生成负的电源电压(以下称为“负侧模拟电源电压”)AVDDM。另外，关于这些DCDC转换电路712、812的动作，由于现有技术中已经公知，所以省略详细说明。图13是表示用于生成正负的电源电压的现有技术的其它结构例(以下称为“第二结构例”)的电路图。在第二结构例中，生成正负的电源电压的电源电路910包括ECDC转换电路912和电荷泵电路914。另外，在电源电路910的外部设置有用于控制该电源电路910的动作的DCDC控制器920。DCDC转换电路912包括作为控制用开关起作用的薄膜晶体管S91、线圈(电感器)L91、二极管(整流元件)D91、电容器(capacity)C91和电阻器R91、R92。薄膜晶体管S91的栅极端子与D⑶C控制器920的输出端子OUT连接，薄膜晶体管S91的漏极端子与节点A连接，薄膜晶体管S91的源极端子接地。线圈L91的一端被供给电源电压VCC，线圈L91的另一端与节点A连接。二极管D91的阳极与节点A连接，二极管D91的阴极与节点J连接。电容器C91的一端与节点J连接，电容器C91的另一端接地。而且，节点J的电压作为正侧模拟电源电压AVDDP从该电源电路910输出。电阻器R92的一端与节点K连接，电阻器R92的另一端接地。由这些电阻器R91、R92构成对正侧模拟电源电压AVDDP进行分压的分压电路。如图13所示，表示节点K的电压的反馈信号FB，被施加到EOC控制器920的输入端子IN。DCDC控制器920基于反馈信号FB，将对控制用开关的动作进行控制的控制信号CTL从输出端子OUT输出。电荷泵电路914包括电容器C92、C93和二极管D93、D94。电容器C92的一端与节点A连接，电容器C92的另一端与节点P连接。电容器C93的一端与节点Q连接，电容器C93的另一端接地。二极管D93的阳极与节点P连接，二极管D93的阴极接地。二极管D94的阳极与节点Q连接，二极管D94的阴极与节点P连接。在如上所述的结构中，表示节点K的电压的信号，即表示分压电路的正侧模拟电源电压AVDDP的分压后的电压的信号，作为反馈信号FB被施加到DCDC控制器920。而且，DCDC控制器920，当反馈信号FB所示的电压比规定的电压大时，以使薄膜晶体管S91变为导通状态的方式输出控制信号CTL，当反馈信号FB所示的电压为规定的电压以下时，以使薄膜晶体管S91变为断开状态的方式输出控制信号CTL。另外，在以下说明中，假定当正侧模拟电源电压AVDDP比6. OV大时节点K的电压比上述规定的电压大，当正侧模拟电源电压AVDDP为6. OV以下时节点K的电压为上述规定的电压以下。接着，对电源电路910的动作进行说明。另外，假定二极管D91、D93和D4的正向降低电压(也称为“正向电压降低”)均为O. 3V来进行说明。
首先，当控制用开关(薄膜晶体管S91)为断开状态时，在线圈L91产生反电动势，节点A的电压变得比电源电压VCC大。由此，二极管D91成为导通状态，在节点A-节点J之间电流流动，在电容器C91蓄积电荷。在此，由于当正侧模拟电源电压AVDDP比6. OV大时控制用开关(薄膜晶体管S91)变成断开状态，所以在电容器C91蓄积电荷使得节点J的电压变为6. 0V。另外，当在节点A-节点J间电流流动时，在二极管D91会产生O. 3V的正向降低电压，所以节点A的电压变为6. 3V。此时，在电容器C92暂时性地电流流动，节点P的电压变大，二极管D93变为导通状态，二极管D94变为断开状态。由此，在电容器C92蓄积电荷。在此，在二极管D93由于产生O. 3V的正向降低电压，所以节点P的电压变为O. 3V，在该电容器C92蓄积电荷使得使电容器C92的两端间的电压变为(6. 3V-0. 3V = )6. 0V。当控制用开关(薄膜晶体管S91)从导通状态变为切断状态时，由于节点A的电压变为0V，所以二极管D91变为断开状态。随着节点A的电压从6. 3V降低为0V，节点P的电压从O. 3V降低到-6. 0V。由此，二极管D93变为切断状态，二极管D94变为导通状态，在节点Q-节点P间电流流动，在电容器C93蓄积电荷。此时，由于在二极管D94产生O. 3V的正向降低电压，所以节点Q的电压变为-5. 7V。即，负侧模拟电源电压AVDDM变为-5. 7V。D⑶C控制器920，基于反馈信号FB，以使控制用开关(薄膜晶体管S91)反复处于导通状态和断开状态的方式，输出控制信号CTL。由此，在电源电路910生成6. OV的正侧模拟电源电压AVDDP和-5. 7V的负侧模拟电源电压AVDDM。另外，与本申请发明相关联地，在日本特开平11-175028号公报中公开有如图14所示的结构，作为用于生成正负电源的结构。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开平11-175028号公报
发明内容
发明要解决的课题然而，根据第一结构例，由于需要两个DCDC控制器，所以成本变高。另外，根据第二结构例，负侧模拟电源电压AVDDM的绝对值比正侧模拟电源电压AVDDP的绝对值小了与二极管的正向降低电压相当的量。在上述例子中，正侧模拟电源电压AVDDP为6. 0V，而负侧模拟电源电压AVDDM为-5. 7V。因此，液晶施加电压的最大值为((6. OV+5. 7V)/2 = )5. 85V。即，液晶施加电压的最大值比单芯片驱动器的工艺耐压的限制值小。因此，有时不能充分发挥液晶面板的性能。
于是，本发明的目的在于以低成本提供能够生成电压值的绝对值相等的正和负的模拟电源电压的电源电路。解决课题的手段本发明的第一方面，是一种电源电路，其特征在于上述电源电路包括直流电压变换电路和电荷泵电路，上述直流电压变换电路包括一端与电源电压连接的电感器；为了使上述电感器的另一端的电压变动而基于从外部施加的控制信号在导通/切断状态之间进行切换的开关兀件；一端接地的第一电容器；和仅使电流从上述电感器的另一端侧向上述第一电容器的另一端侧流动的整流部，所述直流电压变换电路输出上述第一电容器的另一端的电压作为第一电压，上述电荷泵电路包括一端与上述电感器的另一端连接的第二电容器；一端接地的第三电容器；阳极与上述第二电容器的另一端连接且阴极接地的第三整流元件；和阳极与上述第三电容器的另一端连接且阴极与上述第二电容器的另一端连接的第四整流元件，所述电荷泵电路输出上述第三电容器的另一端的电压作为第二电压，上述整流部的正向降低电压等于上述第三整流元件的正向降低电压与上述第四整流元件的正向降低电压之和。本发明的第二发明在本发明的第一方面的基础上，特征在于上述整流部包括阳极与上述电感器的另一端连接的第一整流元件；和阳极与上述第一整流元件的阴极连接且阴极与上述第一电容器的另一端连接的第二整流元件。本发明的第三发明在本发明的第二方面的基础上，特征在于上述整流部包括二极管模块，该二极管模块包括作为上述第一整流元件的二极管和作为上述第二整流元件的二极管。本发明的第四发明在本发明的第二方面的基础上，特征在于上述第一整流元件的正向降低电压、上述第二整流元件的正向降低电压、上述第三整流元件的正向降低电压和上述第四整流元件的正向降低电压相等。本发明的第五发明在本发明的第一方面的基础上，特征在于上述第三整流元件和上述第四整流元件为肖特基二极管，上述整流部包括一个二极管，该二极管的正向降低电压大于上述肖特基晶体管的正向降低电压。本发明的第六方面，是一种液晶显示装置，其特征在于，包括显示图像的显示部；配置于上述显示部的多条视频信号线；和包括一个集成电路芯片的驱动部，该集成电路芯片包括视频信号线驱动电路，该视频信号线驱动电路通过对各视频信号线交替地施加正的电压和负的电压作为视频信号来驱动上述多条视频信号线，在上述驱动部包含本发明的第一方面所述的电源电路，上述视频信号线驱动电路，根据上述第一电压生成上述正的电压，根据上述第二电压生成上述负的电压。发明效果 根据本发明的第一方面，在包括直流电压变换电路和电荷泵电路的电源电路中，在电荷泵电路中，与现有的结构同样地，设置有当控制用开关为断开状态时使电流流动的第三整流元件和当控制用开关为导通状态时使电流流动的第四整流元件。在直流电压变换电路设置有当控制用开关为断开状态时使电流流动的整流部，整流部构成为，产生与第三整流元件的正向降低电压和第四整流元件的正向降低电压之和相当的正向降低电压。其中，设第一电压的振幅为VI，设整流部的正向降低电压为Vfs时，电感器的另一端的振幅Va可以用下式⑴表示Va = Vl+Vfs ......⑴。 另外，设电感器的另一端的电压的振幅为Va，设第三整流元件的正向降低电压为Vf3，设第四整流元件的正向降低电压为Vf4时，第二电压的振幅V2可以用下式(2)表示V2 = Va- (Vf3+Vf4)......(2)。在此，由于整流部的正向降低电压Vfs等于第三整流元件的正向降低电压Vf3与第四整流元件的正向降低电压Vf4之和，所以将上述(I)代入到上式(2)，则下式(3)成立V2 = Vl......(3)。像这样，第二电压的振幅与第一电压的振幅相等。即，正侧的电源电压的绝对值与负侧的电源电压的绝对值相等。另外，采用电荷泵电路作为用于生成一个极性的电源电压的构成要素。如上所述，以低成本实现能够生成电压值的绝对值相等的正和负的电源电压的电源电路。另外，与具有两个DCDC转换电路的结构相比能够得到较高的变换效率，消耗电力降低。根据本发明的第二方面，由于用串联连接的两个整流元件实现整流部，所以能够用容易的结构得到与本发明的第一方面同样的效果。根据本发明的第三方面，由于用二极管模块实现整流部，所以能够用容易的结构得到与本发明的第一方面同样的效果。根据本发明的第四方面，由于只要准备相同种类的整流元件即可，所以变得容易实现。根据本发明的第五方面，由于用一个二极管实现整流部，所以能够减少必要的部件个数。根据本发明的第六方面，在具有由一个集成电路芯片(即所谓单芯片驱动器)构成的驱动部的液晶显示装置中，能够将液晶施加电压提高至接近芯片的工艺耐压的极限。因此，与现有技术相比，提高了液晶面板的性能。另外，由于能够提高液晶施加电压，所以增加了能够应用单芯片驱动器的面板的种类。
图I是表示本发明的一个实施方式的电源电路的结构的电路图。图2是在上述实施方式中，表示液晶显示装置的整体结构的框图。图3是在上述实施方式中，用于说明像素的结构的图。图4是在上述实施方式中，用于说明单芯片驱动器的结构的框图。图5是在上述实施方式中，用于对电位关系进行说明的图。图6是在上述实施方式中，表示控制用开关取断开状态时的二极管的导通/断开状态的图。
图7是在上述实施方式中，表示控制用开关取导通状态时的二极管的导通/断开状态的图。图8是在上述实施方式的变形例中，表示使用四端子的二极管模块的结构的图。图9是在上述实施方式的变形例中，表示使用三端子的二极管模块的结构的图。图10是在现有例中，用于对以多芯片结构实现源极驱动器的液晶显示装置的驱动信号的电位关系进行说明的波形图。图11是在现有例中，用于对以单 芯片结构实现源极驱动器的液晶显示装置的驱动信号的电位关系进行说明的波形图。图12是表示用于生成正和负的电源电压的现有的结构例的电路图。图13是表示用于生成正和负的电源电压的现有的其它结构例的电路图。图14是表不日本特开平11-175028号公报中公开的用于生成正和负的电源电压的结构的电路图。
具体实施例方式下面，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。〈I.整体结构>图2是表示本发明的一个实施方式的液晶显示装置的整体结构的框图。如图2所示，该液晶显示装置包括液晶面板10 ;在构成液晶面板10的基板上装载的单芯片驱动器20 ;和与构成液晶面板10的基板连接的FPC30。液晶面板10包括显示部12，用于驱动显示部12内的栅极驱动器的多个栅极驱动器14，在构成液晶面板10的基板上单片地形成。另夕卜，用于驱动显示部12内的源极总线的源极驱动器，形成在单芯片驱动器20内。另外，在FPC30安装有电容器、电阻器、线圈、二极管和薄膜晶体管等周边部件，作为与单芯片驱动器20的动作相关联的构成要素。作为液晶显示装置的驱动方式，采用点反转驱动方式或源极线反转驱动方式。点反转驱动方式，使液晶施加电压的正负极性在垂直、水平方向上按每相邻像素反转，并且在各像素中按每帧反转的驱动方式。源极线反转驱动方式，是使液晶施加电压的正负极性按每源极总线反转，并且在各源极线中按每帧反转的驱动方式。此外，在本实施方式中，由于通过单芯片驱动器进行源极总线的驱动，所以源极总线的条数优选尽可能的少。因此，在显示部12内，以图3所示的方式构成像素。对此进行详细说明。显示部12上显示的图像的一个像素，包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素。在本实施方式中，如图3所示，在源极总线的延伸方向上上述三个子像素依次配置。由此，例如在采用WVGA型的面板(像素数为800X480)作为液晶面板10的情况下，在显示部12内含有800条源极总线和(480X3 = ) 1440条栅极总线。在此，假如在栅极总线的延伸方向上依次配置有上述三个子像素，则在显示部12内含有(800X3 = )2400条源极总线和480条栅极总线。像这样在显示部12内包含的源极总线的条数变多时，可想而知在单芯片驱动器20中变得不能进行源极总线的驱动。于是，在本实施方式中，如上所述，不是在栅极总线的延伸方向而是在源极总线的延伸方向上依次配置上述三个子像素，由此能够将源极驱动器单芯片化。另外，图3所示的像素的结构是优选的结构例，根据单芯片驱动器20的驱动能力的不同，在栅极总线的延伸方向上依次配置有三个子像素的结构的液晶显示装置，也能够适用本发明。另外，液晶面板10的类型不限于WVGA型。<2. “单芯片驱动器”的结构〉图4是用于对本实施方式的单芯片驱动器20的结构进行说明的框图。在该单芯片驱动器20中，包括电源电路210、DCDC控制器220、定时控制器(timing controller) 230和源极驱动器240。电源电路210，生成作为源极驱动器240驱动用的电压的正侧模拟电源电压AVDDP和负侧模拟电源电压AVDDM，并将它们输出。此时，为了稳定正侧模拟电源电压AVDDP和负侧模拟电源电压AVDDM的电压值，从电源电路210对DCDC控制器220施加反馈信号FB，DCDC控制器220基于该反馈信号FB，输出用于控制电源电路210的动作的控制信号CTL。定时控制器230输出数字视频信号DV、 用于控制显示部12的图像显示的定时的源极起动脉冲信号SSP和源极时钟信号SCK。源极驱动器240，基于从定时控制器230输出的数字视频信号DV、源极起动脉冲信号SSP和源极时钟信号SCK，用从电源电路210输出的正侧模拟电源电压AVDDP和负侧模拟电源电压AVDDM向源极总线输出驱动用的视频信号。另外，从源极驱动器240输出的视频信号被施加到源极总线，基于该视频信号在显示部12上显示图像。在此，参照图5对本实施方式的电位关系进行说明。在单芯片驱动器20，从外部施加2. 3 3. 6V的电源电压VCC。在电源电路210中，用电源电压VCC生成6. OV的正侧模拟电源电压AVDDP和-6. OV的负侧模拟电源电压AVDDM。在源极驱动器240中，基于正侧模拟电源电压AVDDP生成使电压的最大值为6. OV的正极性的视频信号VSH，基于负侧模拟电源电压AVDDM生成使电压的最大绝对值为6. OV的负极性的视频信号VSL。另外，通过将正侧模拟电源电压AVDDP在升压电路等升压来生成20V的栅极导通电压VGH，通过将负侧模拟电源电压AVDDM在降压电路等降压来生成-12V的栅极切断电压VGL。另外，这些具体的电压值只是一例，本发明并不限定于这些电压值。〈3.电源电路的结构和动作〉图I是表示本实施方式的电源电路210的结构的电路图。其中，如图I所示，从电源电路210输出的反馈信号FB，被施加到D⑶C控制器220的输入端子IN。而且，从D⑶C控制器220的输出端子OUT输出的控制信号CTL被施加到电源电路210。电源电路210包括ECDC转换电路(直流电压变换电路)212和电荷泵电路214。DCDC转换电路212包括作为控制用开关起作用的薄膜晶体管SI、线圈(电感器)LI、二极管(整流元件)D1、D2、电容器(Capacity)Cl和电阻器Rl、R2。薄膜晶体管SI的栅极端子与DCDC控制器220的输出端子OUT连接，薄膜晶体管SI的漏极端子与节点A连接，薄膜晶体管SI的源极端子接地。线圈LI的一端被施加电源电压VCC，线圈LI的另一端与节点A连接。二极管D2的阳极与节点A连接，二极管D2的阴极与二极管Dl的阳极连接。二极管Dl的阳极与二极管D2的阴极连接，二极管Dl的阴极与节点J连接。电容器Cl的一端与节点J连接，电容器Cl的另一端接地。而且，节点J的电压被作为正侧模拟电源电压AVDDP从该电源电路210输出。电阻器Rl的一端与节点J连接，电阻器Rl的另一端与节点K连接。电阻器R2的一端与节点K连接，电阻器R2的另一端接地。由这些电阻器Rl、R2构成对正侧模拟电源电压AVDDP进行分压的分压电路。另外，在本实施方式中，通过二极管Dl和二极管D2实现整流部。电荷泵电路214包括电容器C2、C3和二极管D3、D4。电容器C2的一端与节点A连接，电容器C2的另一端与节点P连接。电容器C3的一端与节点Q连接，电容器C3的另一端接地。二极管D3的阳极与节点P连接，二极管D3的阴极接地。二极管D4的阳极与节点Q连接，二极管D4的阴极与节点P连接。
在如上所述的结构中，表示节点K的电压的信号，即表示分压电路的正侧模拟电源电压AVDDP的分压后的电压的信号，作为反馈信号FB被施加到DCDC控制器220。而且，DCDC控制器220，当反馈信号FB所示的电压比规定的电压大时，以使薄膜晶体管SI变为导通状态的方式输出控制信号CTL，当反馈信号FB所示的电压为规定的电压以下时，以使薄膜晶体管SI变为断开状态的方式输出控制信号CTL。另外，在本实施方式中，假定当正侧模拟电源电压AVDDP比6. OV大时节点K的电压比上述规定的电压大，当正侧模拟电源电压AVDDP为6. OV以下时节点K的电压为上述规定的电压以下。接着，对电源电路210的动作进行说明。另外，图6是表示控制用开关(薄膜晶体管SI)为断开状态时的二极管Dl D4的导通/断开状态的图，图7是表示控制用开关(薄膜晶体管SI)为导通状态时的二极管Dl D4的导通/断开状态的图。另外，以下假定二极管Dl D4都是正向降低电压(也称为“正向电压降低”)为O. 3V来进行说明。首先，当控制用开关(薄膜晶体管SI)为断开状态时，在线圈LI产生反电动势，节点A的电压变得比电源电压VCC大。由此，二极管Dl和二极管D2均成为导通状态，在节点A-节点J间电流流动，在电容器Cl蓄积电荷。在此，如果正侧模拟电源电压AVDDP比6. OV大，则控制用开关(薄膜晶体管SI)变成断开状态，所以在电容器Cl蓄积电荷使得节点J的电压变为6. 0V。另外，当在节点A-节点J间电流流动时，在二极管Dl和二极管D2分别产生O. 3V的正向降低电压，所以节点A的电压变为6. 6V。此时，在电容器C2暂时性地电流流动，节点P的电压变大，二极管D3变为导通状态，二极管D4变为断开状态。由此，在电容器C2蓄积电荷。在此，在二极管D3由于产生O. 3V的正向降低电压，所以节点P的电压变为O. 3V，在该电容器C2蓄积电荷使得电容器C2的两端间的电压变为(6. 6V-0. 3V = )6. 3V。当控制用开关(薄膜晶体管SI)从导通状态变为切断状态时，由于节点A的电压变为0V，所以二极管Dl和二极管D2均变为断开状态。随着节点A的电压从6. 6V变为0V，节点P的电压从O. 3V降低到-6. 3V。由此，二极管D3变为切断状态，二极管D4变为导通状态，在节点Q-节点P间电流流动，在电容器C3蓄积电荷。此时，由于在二极管D4产生O. 3V的正向降低电压，所以节点Q的电压变为-6. 0V。即，负侧模拟电源电压AVDDM变为-6. 0V。<4.效果〉根据本实施方式，用于生成正和负的模拟电源电压的电源电路210包括IXDC转换电路212和电荷泵电路214。在D⑶C转换电路212，与现有的结构不同，设置有两个整流用的二极管。在此，设置在电源电路210内的四个二极管Dl D4，采用正向降低电压相等的二极管。设这四个二极管Dl D4的正向降低电压为Vf，正侧模拟电源电压AVDDP的电压值为Vp时，图I所示结构的节点A的电压的振幅为Vp+2XVf。当D⑶C转换电路212内的控制用开关SI为断开状态时，电荷泵电路214内的二极管D3为导通状态。此时，由于在二极管D3产生正向降低电压Vf，所以在该电容器C2蓄积电荷使得电容器C2的两端间的电压变为(Vp+2XVf-Vf = )Vp+Vf。而且，当ECDC转换电路212内的控制用开关SI从断开状态变为导通状态时，随着节点A的电压的降低，节点P的电压变为(Vf-(Vp+2XVF) = )-Vp-Vf0由此，二极管D3变为断开状态,二极管D4变为导通状态。此时，由于在二极管D4产生正向降低电压Vf，所以节点Q的电压变为-Vp。像这样，正侧模拟电源电压AVDDP的绝对值与负侧模拟电源电压AVDDM的绝对值变得相等。在此，在本实施方式中，电源电路210，不是由两个D⑶C转换电路构成，而是包括一个D⑶C转换电路212和一个电荷泵电路214。如上所述，以低成本实现能够生成电压值的绝对值相等的正和负的模拟电源电压的电源电路。另外，负侧模拟电源电压AVDDM，由于由电荷泵电路214生成，所以与具有两个DCDC转换电路的结构相比，能够得到较高的变换效率，降低了消耗电力。进而，由于能够将液晶施加电压提高至单芯片驱动器20的工艺耐压的大致极限值，所以提高了液晶面板的性能。而且，如上所述由于能够提高液晶施加电压，所以与现有技术相比增加了能够应用单芯片驱动器的面板的种类。例如，能够在作为具有广视野角和良好的响应性的面板的 ASV(Advanced Super View :超视觉)面板中应用单芯片驱动器。<5.变形例 >在D⑶C转换电路212的节点A-节点J间设置的二极管，可以由包含两个二极管D2、D1的二极管模块来实现。与之相关地，在采用四端子的二极管模块的情况下成为图8所示的结构，在采用三端子的二极管模块的情况下成为图9所示的结构。另外，在上述实施方式中，在D⑶C转换电路内的节点A-节点J间设置有两个二极管，但本发明并不限定于此。例如，也可以在电荷泵电路214采用作为正向降低电压比较小的二极管的肖特基二极管作为上述二极管D3、D4，在IXDC转换电路212替代上述D1、D2采用正向降低电压比较大的二极管。附图符号说明10……液晶面板12......显示部14......栅极驱动器20……单芯片驱动器30......FPC210......电源电路212......DCDC 转换电路214......电荷泵电路220......DCDC 控制器230......定时控制器240......源极驱动器AVDDP……正侧模拟电源电压AVDDM......负侧模拟电源电压Cl C3......电容器Dl D4......二极管LI......线圈R1、R2......电阻器SI……控制用开关(晶体管等)
权利要求
1.一种电源电路，其特征在于 所述电源电路包括直流电压变换电路和电荷泵电路， 所述直流电压变换电路包括一端与电源电压连接的电感器；为了使所述电感器的另一端的电压变动而基于从外部施加的控制信号在导通/切断状态之间进行切换的开关元件；一端接地的第一电容器；和仅使电流从所述电感器的另一端侧向所述第一电容器的另一端侧流动的整流部，所述直流电压变换电路输出所述第一电容器的另一端的电压作为第一电压， 所述电荷泵电路包括一端与所述电感器的另一端连接的第二电容器；一端接地的第三电容器；阳极与所述第二电容器的另一端连接且阴极接地的第三整流元件；和阳极与所述第三电容器的另一端连接且阴极与所述第二电容器的另一端连接的第四整流元件，所述电荷泵电路输出所述第三电容器的另一端的电压作为第二电压， 所述整流部的正向降低电压等于所述第三整流元件的正向降低电压与所述第四整流元件的正向降低电压之和。
2.如权利要求I所述的电源电路，其特征在于 所述整流部包括阳极与所述电感器的另一端连接的第一整流元件；和阳极与所述第一整流元件的阴极连接且阴极与所述第一电容器的另一端连接的第二整流元件。
3.如权利要求2所述的电源电路，其特征在于 所述整流部包括二极管模块，该二极管模块包括作为所述第一整流元件的二极管和作为所述第二整流元件的二极管。
4.如权利要求2所述的电源电路，其特征在于 所述第一整流元件的正向降低电压、所述第二整流元件的正向降低电压、所述第三整流元件的正向降低电压和所述第四整流元件的正向降低电压相等。
5.如权利要求I所述的电源电路，其特征在于 所述第三整流元件和所述第四整流元件为肖特基二极管， 所述整流部包括一个二极管，该二极管的正向降低电压大于所述肖特基晶体管的正向降低电压。
6.一种液晶显示装置，其特征在于，包括 显示图像的显示部；配置于所述显示部的多条视频信号线；和包括一个集成电路芯片的驱动部，该集成电路芯片包括视频信号线驱动电路，该视频信号线驱动电路通过对各视频信号线交替地施加正的电压和负的电压作为视频信号来驱动所述多条视频信号线， 在所述驱动部包含权利要求I所述的电源电路， 所述视频信号线驱动电路，根据所述第一电压生成所述正的电压，根据所述第二电压生成所述负的电压。
全文摘要
本发明的目的在于以低成本提供能够生成电压值的绝对值相等的正和负的模拟电源电压的电源电路。电源电路(210)包括DCDC转换电路(212)和电荷泵电路(214)。在电荷泵电路(214)设置有当控制用开关(S1)为断开状态时使电流流动的二极管(D3)和当控制用开关(S1)为导通状态时使电流流动的二极管(D4)。在DCDC转换电路(212)设置有当控制用开关(S1)为断开状态时使流动电流的两个二极管(D1、D2)。在此，该整流部构成为由二极管(D1、D2)构成的整流部的正向降低电压等于二极管(D3)的正向降低电压与二极管(D4)的正向降低电压之和。
文档编号G09G3/36GK102630367SQ20108005319
公开日2012年8月8日 申请日期2010年7月7日 优先权日2009年11月25日
发明者岩本明久, 森井秀树, 水永隆行, 生田庆 申请人:夏普株式会社
技术领域：
本发明涉及电源电路，更详细地说，涉及适用于具有单芯片化的源极驱动器的液晶显示装置的电源电路。
背景技术：
一般而言，有源矩阵型的液晶显示装置具有由夹持液晶层的两块基板等构成的液晶面板，在该两块基板中的一个基板呈格子状配置有多条栅极总线(扫描信号线)和多条源极总线(视频信号线)，与这些多条栅极总线和多 条源极总线的交叉点分别对应地设置有配置成矩阵状的多个像素形成部。各像素形成部包括薄膜晶体管(TFT)和用于保持像素值的像素电容等，该薄膜晶体管是栅极端子与通过对应的交叉点的栅极总线连接，并且源极端子与通过该交叉点的源极总线连接的开关元件。另外，在上述两块基板中的另一块基板设置有共用电极，该共用电极是共用地设置于上述多个像素形成部的对置电极。在有源矩阵型的液晶显示装置中还设置有驱动上述多条栅极总线的栅极驱动器(扫描信号线驱动电路)和驱动上述多条源极总线的源极驱动器(视频信号线驱动电路)。另外，一般而言，源极驱动器以IC(Integrated Circuit :集成电路)芯片的方式设置于显示部的边缘部。另外，在现有技术中，在液晶显示装置设置有多个源极驱动器(IC芯片)(具有多个IC芯片的结构被称为“多芯片结构”)，以确保作为源极驱动器有充分的驱动能力。然而，近年来为了实现液晶显示装置的小型化，源极驱动器的单芯片化在不断发展中。另外，采用不仅是源极驱动器而且连电源电路或定时控制器(timing controller)等也收纳于一个IC芯片的单芯片驱动器的液晶显示装置也在逐渐增加中。另外，近年来，在采用a-SiTFT液晶面板(在薄膜晶体管的半导体层使用非晶硅的液晶面板)的液晶显示装置中，源极驱动器的单片化在进展中。关于栅极驱动器，现有技术中多以IC芯片的方式设置于显示部的边缘部，但近年来，在基板上直接形成栅极驱动器的情况也慢慢多起来。这种栅极驱动器被称为“单片栅极驱动器”等，另外，具有单片栅极驱动器的面板被称为“栅极驱动器单片面板”等。此外，在采用点反转驱动方式(使液晶施加电压的正负极性在垂直、水平方向上按每相邻的像素反转，并且在各像素中按每帧反转的驱动方式)或源极线反转驱动方式(使液晶施加电压的正负极性按每源极总线反转，并且在各源极线中按每帧反转的驱动方式)的液晶显示装置中，由于需要使共用电极的电位一定，所以能够从源极驱动器输出的电压的振幅必须是与液晶施加电压的最大值的2倍以上相当的振幅。因此，例如在设液晶施加电压的最大值为6V的液晶显示装置中，需要输出电压的振幅能够为12V以上的源极驱动器。在这种情况下，如果源极驱动器以多芯片结构实现，则驱动信号(扫描信号VG和视频信号VS)的电位关系如图10所示。关于扫描信号VG，在图10所示的例子中，栅极导通电压VGH为24V，栅极断开电压VGL为-7V。关于视频信号VS，在图10所示的例子中，在OV到12V的范围内变动。像这样，在源极驱动器以多芯片结构实现的情况下，只要使视频信号VS在正的电压范围内变动即可，所以源极驱动器的驱动用的电源电压只要生成正的电源电压就足够了。与之相对地，在源极驱动器以单芯片驱动器实现的情况下，驱动信号(扫描信号VG和视频信号VS)的电位关系如图11所示。关于扫描信号VG，在图11所示的例子中，栅极导通电压VGH为18V，栅极断开电压VGL为-13V。关于视频信号VS，在图11所示的例子中，在-6V到6V的范围内变动。与栅极驱动器以多芯片结构实现的情况不同，视频信号VS在正电压和负电压两者的范围内变动。其理由如下。一般而言，大型用驱动器的工艺耐压为13. 5V程度，与之相对地，单芯片驱动器的工艺耐压为6. OV 6. 5V程度。因此，在源极驱动器以单芯片驱动器实现的情况下，假如只用正的电源电压，则视频信号的振幅最大为 6.OV 6. 5V程度。该振幅对于采用点反转驱动方式或源极线反转驱动方式的液晶显示装置来说是不充分的。因此，除了正的电源电压以外，需要负的电源电压。像这样，在具有单芯片化的源极驱动器的液晶显示装置中，作为源极驱动器的驱动用的电源电压，需要生成正负的电源电压。作为用于生成正负的电源电压的结构，已知有如下结构。图12是表示用于生成正负的电源电压的现有技术的结构例(以下称为“第一结构例”。)的电路图。在第一结构例中，用两个D⑶C转换电路712、812生成正负的电源电压。详细地说，在一个D⑶C转换电路712中，通过将电源电压VCC升压而生成正的电源电压(该电压由于是模拟电压，所以以下称为“正侧模拟电源电压”)AVDDP，在另一个D⑶C转换电路812中，通过将电源电压VCC降压而生成负的电源电压(以下称为“负侧模拟电源电压”)AVDDM。另外，关于这些DCDC转换电路712、812的动作，由于现有技术中已经公知，所以省略详细说明。图13是表示用于生成正负的电源电压的现有技术的其它结构例(以下称为“第二结构例”)的电路图。在第二结构例中，生成正负的电源电压的电源电路910包括ECDC转换电路912和电荷泵电路914。另外，在电源电路910的外部设置有用于控制该电源电路910的动作的DCDC控制器920。DCDC转换电路912包括作为控制用开关起作用的薄膜晶体管S91、线圈(电感器)L91、二极管(整流元件)D91、电容器(capacity)C91和电阻器R91、R92。薄膜晶体管S91的栅极端子与D⑶C控制器920的输出端子OUT连接，薄膜晶体管S91的漏极端子与节点A连接，薄膜晶体管S91的源极端子接地。线圈L91的一端被供给电源电压VCC，线圈L91的另一端与节点A连接。二极管D91的阳极与节点A连接，二极管D91的阴极与节点J连接。电容器C91的一端与节点J连接，电容器C91的另一端接地。而且，节点J的电压作为正侧模拟电源电压AVDDP从该电源电路910输出。电阻器R92的一端与节点K连接，电阻器R92的另一端接地。由这些电阻器R91、R92构成对正侧模拟电源电压AVDDP进行分压的分压电路。如图13所示，表示节点K的电压的反馈信号FB，被施加到EOC控制器920的输入端子IN。DCDC控制器920基于反馈信号FB，将对控制用开关的动作进行控制的控制信号CTL从输出端子OUT输出。电荷泵电路914包括电容器C92、C93和二极管D93、D94。电容器C92的一端与节点A连接，电容器C92的另一端与节点P连接。电容器C93的一端与节点Q连接，电容器C93的另一端接地。二极管D93的阳极与节点P连接，二极管D93的阴极接地。二极管D94的阳极与节点Q连接，二极管D94的阴极与节点P连接。在如上所述的结构中，表示节点K的电压的信号，即表示分压电路的正侧模拟电源电压AVDDP的分压后的电压的信号，作为反馈信号FB被施加到DCDC控制器920。而且，DCDC控制器920，当反馈信号FB所示的电压比规定的电压大时，以使薄膜晶体管S91变为导通状态的方式输出控制信号CTL，当反馈信号FB所示的电压为规定的电压以下时，以使薄膜晶体管S91变为断开状态的方式输出控制信号CTL。另外，在以下说明中，假定当正侧模拟电源电压AVDDP比6. OV大时节点K的电压比上述规定的电压大，当正侧模拟电源电压AVDDP为6. OV以下时节点K的电压为上述规定的电压以下。接着，对电源电路910的动作进行说明。另外，假定二极管D91、D93和D4的正向降低电压(也称为“正向电压降低”)均为O. 3V来进行说明。
首先，当控制用开关(薄膜晶体管S91)为断开状态时，在线圈L91产生反电动势，节点A的电压变得比电源电压VCC大。由此，二极管D91成为导通状态，在节点A-节点J之间电流流动，在电容器C91蓄积电荷。在此，由于当正侧模拟电源电压AVDDP比6. OV大时控制用开关(薄膜晶体管S91)变成断开状态，所以在电容器C91蓄积电荷使得节点J的电压变为6. 0V。另外，当在节点A-节点J间电流流动时，在二极管D91会产生O. 3V的正向降低电压，所以节点A的电压变为6. 3V。此时，在电容器C92暂时性地电流流动，节点P的电压变大，二极管D93变为导通状态，二极管D94变为断开状态。由此，在电容器C92蓄积电荷。在此，在二极管D93由于产生O. 3V的正向降低电压，所以节点P的电压变为O. 3V，在该电容器C92蓄积电荷使得使电容器C92的两端间的电压变为(6. 3V-0. 3V = )6. 0V。当控制用开关(薄膜晶体管S91)从导通状态变为切断状态时，由于节点A的电压变为0V，所以二极管D91变为断开状态。随着节点A的电压从6. 3V降低为0V，节点P的电压从O. 3V降低到-6. 0V。由此，二极管D93变为切断状态，二极管D94变为导通状态，在节点Q-节点P间电流流动，在电容器C93蓄积电荷。此时，由于在二极管D94产生O. 3V的正向降低电压，所以节点Q的电压变为-5. 7V。即，负侧模拟电源电压AVDDM变为-5. 7V。D⑶C控制器920，基于反馈信号FB，以使控制用开关(薄膜晶体管S91)反复处于导通状态和断开状态的方式，输出控制信号CTL。由此，在电源电路910生成6. OV的正侧模拟电源电压AVDDP和-5. 7V的负侧模拟电源电压AVDDM。另外，与本申请发明相关联地，在日本特开平11-175028号公报中公开有如图14所示的结构，作为用于生成正负电源的结构。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开平11-175028号公报
发明内容
发明要解决的课题然而，根据第一结构例，由于需要两个DCDC控制器，所以成本变高。另外，根据第二结构例，负侧模拟电源电压AVDDM的绝对值比正侧模拟电源电压AVDDP的绝对值小了与二极管的正向降低电压相当的量。在上述例子中，正侧模拟电源电压AVDDP为6. 0V，而负侧模拟电源电压AVDDM为-5. 7V。因此，液晶施加电压的最大值为((6. OV+5. 7V)/2 = )5. 85V。即，液晶施加电压的最大值比单芯片驱动器的工艺耐压的限制值小。因此，有时不能充分发挥液晶面板的性能。
于是，本发明的目的在于以低成本提供能够生成电压值的绝对值相等的正和负的模拟电源电压的电源电路。解决课题的手段本发明的第一方面，是一种电源电路，其特征在于上述电源电路包括直流电压变换电路和电荷泵电路，上述直流电压变换电路包括一端与电源电压连接的电感器；为了使上述电感器的另一端的电压变动而基于从外部施加的控制信号在导通/切断状态之间进行切换的开关兀件；一端接地的第一电容器；和仅使电流从上述电感器的另一端侧向上述第一电容器的另一端侧流动的整流部，所述直流电压变换电路输出上述第一电容器的另一端的电压作为第一电压，上述电荷泵电路包括一端与上述电感器的另一端连接的第二电容器；一端接地的第三电容器；阳极与上述第二电容器的另一端连接且阴极接地的第三整流元件；和阳极与上述第三电容器的另一端连接且阴极与上述第二电容器的另一端连接的第四整流元件，所述电荷泵电路输出上述第三电容器的另一端的电压作为第二电压，上述整流部的正向降低电压等于上述第三整流元件的正向降低电压与上述第四整流元件的正向降低电压之和。本发明的第二发明在本发明的第一方面的基础上，特征在于上述整流部包括阳极与上述电感器的另一端连接的第一整流元件；和阳极与上述第一整流元件的阴极连接且阴极与上述第一电容器的另一端连接的第二整流元件。本发明的第三发明在本发明的第二方面的基础上，特征在于上述整流部包括二极管模块，该二极管模块包括作为上述第一整流元件的二极管和作为上述第二整流元件的二极管。本发明的第四发明在本发明的第二方面的基础上，特征在于上述第一整流元件的正向降低电压、上述第二整流元件的正向降低电压、上述第三整流元件的正向降低电压和上述第四整流元件的正向降低电压相等。本发明的第五发明在本发明的第一方面的基础上，特征在于上述第三整流元件和上述第四整流元件为肖特基二极管，上述整流部包括一个二极管，该二极管的正向降低电压大于上述肖特基晶体管的正向降低电压。本发明的第六方面，是一种液晶显示装置，其特征在于，包括显示图像的显示部；配置于上述显示部的多条视频信号线；和包括一个集成电路芯片的驱动部，该集成电路芯片包括视频信号线驱动电路，该视频信号线驱动电路通过对各视频信号线交替地施加正的电压和负的电压作为视频信号来驱动上述多条视频信号线，在上述驱动部包含本发明的第一方面所述的电源电路，上述视频信号线驱动电路，根据上述第一电压生成上述正的电压，根据上述第二电压生成上述负的电压。发明效果 根据本发明的第一方面，在包括直流电压变换电路和电荷泵电路的电源电路中，在电荷泵电路中，与现有的结构同样地，设置有当控制用开关为断开状态时使电流流动的第三整流元件和当控制用开关为导通状态时使电流流动的第四整流元件。在直流电压变换电路设置有当控制用开关为断开状态时使电流流动的整流部，整流部构成为，产生与第三整流元件的正向降低电压和第四整流元件的正向降低电压之和相当的正向降低电压。其中，设第一电压的振幅为VI，设整流部的正向降低电压为Vfs时，电感器的另一端的振幅Va可以用下式⑴表示Va = Vl+Vfs ......⑴。 另外，设电感器的另一端的电压的振幅为Va，设第三整流元件的正向降低电压为Vf3，设第四整流元件的正向降低电压为Vf4时，第二电压的振幅V2可以用下式(2)表示V2 = Va- (Vf3+Vf4)......(2)。在此，由于整流部的正向降低电压Vfs等于第三整流元件的正向降低电压Vf3与第四整流元件的正向降低电压Vf4之和，所以将上述(I)代入到上式(2)，则下式(3)成立V2 = Vl......(3)。像这样，第二电压的振幅与第一电压的振幅相等。即，正侧的电源电压的绝对值与负侧的电源电压的绝对值相等。另外，采用电荷泵电路作为用于生成一个极性的电源电压的构成要素。如上所述，以低成本实现能够生成电压值的绝对值相等的正和负的电源电压的电源电路。另外，与具有两个DCDC转换电路的结构相比能够得到较高的变换效率，消耗电力降低。根据本发明的第二方面，由于用串联连接的两个整流元件实现整流部，所以能够用容易的结构得到与本发明的第一方面同样的效果。根据本发明的第三方面，由于用二极管模块实现整流部，所以能够用容易的结构得到与本发明的第一方面同样的效果。根据本发明的第四方面，由于只要准备相同种类的整流元件即可，所以变得容易实现。根据本发明的第五方面，由于用一个二极管实现整流部，所以能够减少必要的部件个数。根据本发明的第六方面，在具有由一个集成电路芯片(即所谓单芯片驱动器)构成的驱动部的液晶显示装置中，能够将液晶施加电压提高至接近芯片的工艺耐压的极限。因此，与现有技术相比，提高了液晶面板的性能。另外，由于能够提高液晶施加电压，所以增加了能够应用单芯片驱动器的面板的种类。
图I是表示本发明的一个实施方式的电源电路的结构的电路图。图2是在上述实施方式中，表示液晶显示装置的整体结构的框图。图3是在上述实施方式中，用于说明像素的结构的图。图4是在上述实施方式中，用于说明单芯片驱动器的结构的框图。图5是在上述实施方式中，用于对电位关系进行说明的图。图6是在上述实施方式中，表示控制用开关取断开状态时的二极管的导通/断开状态的图。
图7是在上述实施方式中，表示控制用开关取导通状态时的二极管的导通/断开状态的图。图8是在上述实施方式的变形例中，表示使用四端子的二极管模块的结构的图。图9是在上述实施方式的变形例中，表示使用三端子的二极管模块的结构的图。图10是在现有例中，用于对以多芯片结构实现源极驱动器的液晶显示装置的驱动信号的电位关系进行说明的波形图。图11是在现有例中，用于对以单 芯片结构实现源极驱动器的液晶显示装置的驱动信号的电位关系进行说明的波形图。图12是表示用于生成正和负的电源电压的现有的结构例的电路图。图13是表示用于生成正和负的电源电压的现有的其它结构例的电路图。图14是表不日本特开平11-175028号公报中公开的用于生成正和负的电源电压的结构的电路图。
具体实施例方式下面，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。〈I.整体结构>图2是表示本发明的一个实施方式的液晶显示装置的整体结构的框图。如图2所示，该液晶显示装置包括液晶面板10 ;在构成液晶面板10的基板上装载的单芯片驱动器20 ;和与构成液晶面板10的基板连接的FPC30。液晶面板10包括显示部12，用于驱动显示部12内的栅极驱动器的多个栅极驱动器14，在构成液晶面板10的基板上单片地形成。另夕卜，用于驱动显示部12内的源极总线的源极驱动器，形成在单芯片驱动器20内。另外，在FPC30安装有电容器、电阻器、线圈、二极管和薄膜晶体管等周边部件，作为与单芯片驱动器20的动作相关联的构成要素。作为液晶显示装置的驱动方式，采用点反转驱动方式或源极线反转驱动方式。点反转驱动方式，使液晶施加电压的正负极性在垂直、水平方向上按每相邻像素反转，并且在各像素中按每帧反转的驱动方式。源极线反转驱动方式，是使液晶施加电压的正负极性按每源极总线反转，并且在各源极线中按每帧反转的驱动方式。此外，在本实施方式中，由于通过单芯片驱动器进行源极总线的驱动，所以源极总线的条数优选尽可能的少。因此，在显示部12内，以图3所示的方式构成像素。对此进行详细说明。显示部12上显示的图像的一个像素，包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素。在本实施方式中，如图3所示，在源极总线的延伸方向上上述三个子像素依次配置。由此，例如在采用WVGA型的面板(像素数为800X480)作为液晶面板10的情况下，在显示部12内含有800条源极总线和(480X3 = ) 1440条栅极总线。在此，假如在栅极总线的延伸方向上依次配置有上述三个子像素，则在显示部12内含有(800X3 = )2400条源极总线和480条栅极总线。像这样在显示部12内包含的源极总线的条数变多时，可想而知在单芯片驱动器20中变得不能进行源极总线的驱动。于是，在本实施方式中，如上所述，不是在栅极总线的延伸方向而是在源极总线的延伸方向上依次配置上述三个子像素，由此能够将源极驱动器单芯片化。另外，图3所示的像素的结构是优选的结构例，根据单芯片驱动器20的驱动能力的不同，在栅极总线的延伸方向上依次配置有三个子像素的结构的液晶显示装置，也能够适用本发明。另外，液晶面板10的类型不限于WVGA型。<2. “单芯片驱动器”的结构〉图4是用于对本实施方式的单芯片驱动器20的结构进行说明的框图。在该单芯片驱动器20中，包括电源电路210、DCDC控制器220、定时控制器(timing controller) 230和源极驱动器240。电源电路210，生成作为源极驱动器240驱动用的电压的正侧模拟电源电压AVDDP和负侧模拟电源电压AVDDM，并将它们输出。此时，为了稳定正侧模拟电源电压AVDDP和负侧模拟电源电压AVDDM的电压值，从电源电路210对DCDC控制器220施加反馈信号FB，DCDC控制器220基于该反馈信号FB，输出用于控制电源电路210的动作的控制信号CTL。定时控制器230输出数字视频信号DV、 用于控制显示部12的图像显示的定时的源极起动脉冲信号SSP和源极时钟信号SCK。源极驱动器240，基于从定时控制器230输出的数字视频信号DV、源极起动脉冲信号SSP和源极时钟信号SCK，用从电源电路210输出的正侧模拟电源电压AVDDP和负侧模拟电源电压AVDDM向源极总线输出驱动用的视频信号。另外，从源极驱动器240输出的视频信号被施加到源极总线，基于该视频信号在显示部12上显示图像。在此，参照图5对本实施方式的电位关系进行说明。在单芯片驱动器20，从外部施加2. 3 3. 6V的电源电压VCC。在电源电路210中，用电源电压VCC生成6. OV的正侧模拟电源电压AVDDP和-6. OV的负侧模拟电源电压AVDDM。在源极驱动器240中，基于正侧模拟电源电压AVDDP生成使电压的最大值为6. OV的正极性的视频信号VSH，基于负侧模拟电源电压AVDDM生成使电压的最大绝对值为6. OV的负极性的视频信号VSL。另外，通过将正侧模拟电源电压AVDDP在升压电路等升压来生成20V的栅极导通电压VGH，通过将负侧模拟电源电压AVDDM在降压电路等降压来生成-12V的栅极切断电压VGL。另外，这些具体的电压值只是一例，本发明并不限定于这些电压值。〈3.电源电路的结构和动作〉图I是表示本实施方式的电源电路210的结构的电路图。其中，如图I所示，从电源电路210输出的反馈信号FB，被施加到D⑶C控制器220的输入端子IN。而且，从D⑶C控制器220的输出端子OUT输出的控制信号CTL被施加到电源电路210。电源电路210包括ECDC转换电路(直流电压变换电路)212和电荷泵电路214。DCDC转换电路212包括作为控制用开关起作用的薄膜晶体管SI、线圈(电感器)LI、二极管(整流元件)D1、D2、电容器(Capacity)Cl和电阻器Rl、R2。薄膜晶体管SI的栅极端子与DCDC控制器220的输出端子OUT连接，薄膜晶体管SI的漏极端子与节点A连接，薄膜晶体管SI的源极端子接地。线圈LI的一端被施加电源电压VCC，线圈LI的另一端与节点A连接。二极管D2的阳极与节点A连接，二极管D2的阴极与二极管Dl的阳极连接。二极管Dl的阳极与二极管D2的阴极连接，二极管Dl的阴极与节点J连接。电容器Cl的一端与节点J连接，电容器Cl的另一端接地。而且，节点J的电压被作为正侧模拟电源电压AVDDP从该电源电路210输出。电阻器Rl的一端与节点J连接，电阻器Rl的另一端与节点K连接。电阻器R2的一端与节点K连接，电阻器R2的另一端接地。由这些电阻器Rl、R2构成对正侧模拟电源电压AVDDP进行分压的分压电路。另外，在本实施方式中，通过二极管Dl和二极管D2实现整流部。电荷泵电路214包括电容器C2、C3和二极管D3、D4。电容器C2的一端与节点A连接，电容器C2的另一端与节点P连接。电容器C3的一端与节点Q连接，电容器C3的另一端接地。二极管D3的阳极与节点P连接，二极管D3的阴极接地。二极管D4的阳极与节点Q连接，二极管D4的阴极与节点P连接。
在如上所述的结构中，表示节点K的电压的信号，即表示分压电路的正侧模拟电源电压AVDDP的分压后的电压的信号，作为反馈信号FB被施加到DCDC控制器220。而且，DCDC控制器220，当反馈信号FB所示的电压比规定的电压大时，以使薄膜晶体管SI变为导通状态的方式输出控制信号CTL，当反馈信号FB所示的电压为规定的电压以下时，以使薄膜晶体管SI变为断开状态的方式输出控制信号CTL。另外，在本实施方式中，假定当正侧模拟电源电压AVDDP比6. OV大时节点K的电压比上述规定的电压大，当正侧模拟电源电压AVDDP为6. OV以下时节点K的电压为上述规定的电压以下。接着，对电源电路210的动作进行说明。另外，图6是表示控制用开关(薄膜晶体管SI)为断开状态时的二极管Dl D4的导通/断开状态的图，图7是表示控制用开关(薄膜晶体管SI)为导通状态时的二极管Dl D4的导通/断开状态的图。另外，以下假定二极管Dl D4都是正向降低电压(也称为“正向电压降低”)为O. 3V来进行说明。首先，当控制用开关(薄膜晶体管SI)为断开状态时，在线圈LI产生反电动势，节点A的电压变得比电源电压VCC大。由此，二极管Dl和二极管D2均成为导通状态，在节点A-节点J间电流流动，在电容器Cl蓄积电荷。在此，如果正侧模拟电源电压AVDDP比6. OV大，则控制用开关(薄膜晶体管SI)变成断开状态，所以在电容器Cl蓄积电荷使得节点J的电压变为6. 0V。另外，当在节点A-节点J间电流流动时，在二极管Dl和二极管D2分别产生O. 3V的正向降低电压，所以节点A的电压变为6. 6V。此时，在电容器C2暂时性地电流流动，节点P的电压变大，二极管D3变为导通状态，二极管D4变为断开状态。由此，在电容器C2蓄积电荷。在此，在二极管D3由于产生O. 3V的正向降低电压，所以节点P的电压变为O. 3V，在该电容器C2蓄积电荷使得电容器C2的两端间的电压变为(6. 6V-0. 3V = )6. 3V。当控制用开关(薄膜晶体管SI)从导通状态变为切断状态时，由于节点A的电压变为0V，所以二极管Dl和二极管D2均变为断开状态。随着节点A的电压从6. 6V变为0V，节点P的电压从O. 3V降低到-6. 3V。由此，二极管D3变为切断状态，二极管D4变为导通状态，在节点Q-节点P间电流流动，在电容器C3蓄积电荷。此时，由于在二极管D4产生O. 3V的正向降低电压，所以节点Q的电压变为-6. 0V。即，负侧模拟电源电压AVDDM变为-6. 0V。<4.效果〉根据本实施方式，用于生成正和负的模拟电源电压的电源电路210包括IXDC转换电路212和电荷泵电路214。在D⑶C转换电路212，与现有的结构不同，设置有两个整流用的二极管。在此，设置在电源电路210内的四个二极管Dl D4，采用正向降低电压相等的二极管。设这四个二极管Dl D4的正向降低电压为Vf，正侧模拟电源电压AVDDP的电压值为Vp时，图I所示结构的节点A的电压的振幅为Vp+2XVf。当D⑶C转换电路212内的控制用开关SI为断开状态时，电荷泵电路214内的二极管D3为导通状态。此时，由于在二极管D3产生正向降低电压Vf，所以在该电容器C2蓄积电荷使得电容器C2的两端间的电压变为(Vp+2XVf-Vf = )Vp+Vf。而且，当ECDC转换电路212内的控制用开关SI从断开状态变为导通状态时，随着节点A的电压的降低，节点P的电压变为(Vf-(Vp+2XVF) = )-Vp-Vf0由此，二极管D3变为断开状态,二极管D4变为导通状态。此时，由于在二极管D4产生正向降低电压Vf，所以节点Q的电压变为-Vp。像这样，正侧模拟电源电压AVDDP的绝对值与负侧模拟电源电压AVDDM的绝对值变得相等。在此，在本实施方式中，电源电路210，不是由两个D⑶C转换电路构成，而是包括一个D⑶C转换电路212和一个电荷泵电路214。如上所述，以低成本实现能够生成电压值的绝对值相等的正和负的模拟电源电压的电源电路。另外，负侧模拟电源电压AVDDM，由于由电荷泵电路214生成，所以与具有两个DCDC转换电路的结构相比，能够得到较高的变换效率，降低了消耗电力。进而，由于能够将液晶施加电压提高至单芯片驱动器20的工艺耐压的大致极限值，所以提高了液晶面板的性能。而且，如上所述由于能够提高液晶施加电压，所以与现有技术相比增加了能够应用单芯片驱动器的面板的种类。例如，能够在作为具有广视野角和良好的响应性的面板的 ASV(Advanced Super View :超视觉)面板中应用单芯片驱动器。<5.变形例 >在D⑶C转换电路212的节点A-节点J间设置的二极管，可以由包含两个二极管D2、D1的二极管模块来实现。与之相关地，在采用四端子的二极管模块的情况下成为图8所示的结构，在采用三端子的二极管模块的情况下成为图9所示的结构。另外，在上述实施方式中，在D⑶C转换电路内的节点A-节点J间设置有两个二极管，但本发明并不限定于此。例如，也可以在电荷泵电路214采用作为正向降低电压比较小的二极管的肖特基二极管作为上述二极管D3、D4，在IXDC转换电路212替代上述D1、D2采用正向降低电压比较大的二极管。附图符号说明10……液晶面板12......显示部14......栅极驱动器20……单芯片驱动器30......FPC210......电源电路212......DCDC 转换电路214......电荷泵电路220......DCDC 控制器230......定时控制器240......源极驱动器AVDDP……正侧模拟电源电压AVDDM......负侧模拟电源电压Cl C3......电容器Dl D4......二极管LI......线圈R1、R2......电阻器SI……控制用开关(晶体管等)
权利要求
1.一种电源电路，其特征在于 所述电源电路包括直流电压变换电路和电荷泵电路， 所述直流电压变换电路包括一端与电源电压连接的电感器；为了使所述电感器的另一端的电压变动而基于从外部施加的控制信号在导通/切断状态之间进行切换的开关元件；一端接地的第一电容器；和仅使电流从所述电感器的另一端侧向所述第一电容器的另一端侧流动的整流部，所述直流电压变换电路输出所述第一电容器的另一端的电压作为第一电压， 所述电荷泵电路包括一端与所述电感器的另一端连接的第二电容器；一端接地的第三电容器；阳极与所述第二电容器的另一端连接且阴极接地的第三整流元件；和阳极与所述第三电容器的另一端连接且阴极与所述第二电容器的另一端连接的第四整流元件，所述电荷泵电路输出所述第三电容器的另一端的电压作为第二电压， 所述整流部的正向降低电压等于所述第三整流元件的正向降低电压与所述第四整流元件的正向降低电压之和。
2.如权利要求I所述的电源电路，其特征在于 所述整流部包括阳极与所述电感器的另一端连接的第一整流元件；和阳极与所述第一整流元件的阴极连接且阴极与所述第一电容器的另一端连接的第二整流元件。
3.如权利要求2所述的电源电路，其特征在于 所述整流部包括二极管模块，该二极管模块包括作为所述第一整流元件的二极管和作为所述第二整流元件的二极管。
4.如权利要求2所述的电源电路，其特征在于 所述第一整流元件的正向降低电压、所述第二整流元件的正向降低电压、所述第三整流元件的正向降低电压和所述第四整流元件的正向降低电压相等。
5.如权利要求I所述的电源电路，其特征在于 所述第三整流元件和所述第四整流元件为肖特基二极管， 所述整流部包括一个二极管，该二极管的正向降低电压大于所述肖特基晶体管的正向降低电压。
6.一种液晶显示装置，其特征在于，包括 显示图像的显示部；配置于所述显示部的多条视频信号线；和包括一个集成电路芯片的驱动部，该集成电路芯片包括视频信号线驱动电路，该视频信号线驱动电路通过对各视频信号线交替地施加正的电压和负的电压作为视频信号来驱动所述多条视频信号线， 在所述驱动部包含权利要求I所述的电源电路， 所述视频信号线驱动电路，根据所述第一电压生成所述正的电压，根据所述第二电压生成所述负的电压。
全文摘要
本发明的目的在于以低成本提供能够生成电压值的绝对值相等的正和负的模拟电源电压的电源电路。电源电路(210)包括DCDC转换电路(212)和电荷泵电路(214)。在电荷泵电路(214)设置有当控制用开关(S1)为断开状态时使电流流动的二极管(D3)和当控制用开关(S1)为导通状态时使电流流动的二极管(D4)。在DCDC转换电路(212)设置有当控制用开关(S1)为断开状态时使流动电流的两个二极管(D1、D2)。在此，该整流部构成为由二极管(D1、D2)构成的整流部的正向降低电压等于二极管(D3)的正向降低电压与二极管(D4)的正向降低电压之和。
文档编号G09G3/36GK102630367SQ20108005319
公开日2012年8月8日 申请日期2010年7月7日 优先权日2009年11月25日
发明者岩本明久, 森井秀树, 水永隆行, 生田庆 申请人:夏普株式会社
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