CN1270431C - 电源产生电路、显示装置和便携终端器件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电源产生电路、一种具有其的显示装置和一种使用这种显示装置作为输出显示单元的蜂窝终端装置。在具有电荷泵浦(31)、分压电路(32)和调节电路(33)的DC-DC转换器中,根据使能脉冲enb进行p沟道MOS晶体管(Qp21、Qp22、Qp31)的接通/断开控制,使得分压电路(32)和比较器(41)仅在调节周期期间处在工作状态,而在调节周期外的周期处在不工作状态。因此,仅在需要调节操作的周期期间,电流加到分压电阻(R1、R2)和比较器(41),并且能够抑制在整个时间加到分压电阻(R1、R2)和比较器(41)的电流引起的功耗损失。

Description

电源产生电路、显示装置和便携终端器件
技术领域
本发明涉及一种电源产生电路、显示装置和便携终端器件。更具体地,本发明涉及:基于给定电压值的电源电压、产生与其不同电压值的电源电压的电源产生电路,包括这样的电源产生电路的显示装置和用这样的显示装置作为输出显示单元的便携终端器件。
背景技术
近来,如蜂窝式电话和PDA(个人数字助理)等便携终端器件的应用变得越来越广泛。之所以如此快速广泛地采用便携终端器件的一个因素是,其中设有作为输出显示单元的显示器件,或一般是,液晶显示装置。这是因为,原则上液晶显示装置能够用较低的功率驱动,并且它是功率消耗低的显示装置。
在便携终端器件中,用单一电源电压的电池作为主电源。而另一方面,在液晶显示装置中,按照驱动具有象素阵列的象素单元的水平驱动系统中的逻辑单元和模拟单元,使用不同电压值的电源电压,而在以行为单位选择驱动象素的垂直驱动系统中使用另一电源电压,它具有比水平驱动系统高的绝对值。因此,驱动液晶显示装置需要具有不同电压值的多个电源电压。
为每个电源电压提供的电源产生电路会增加液晶显示装置的整个结构的复杂性和装置的成本,因此使得难于制造设有液晶显示装置的紧凑和低成本的便携终端器件。因此,例如,包括在便携终端器件中的液晶显示装置包括:称之为DC-DC转换器的、基于电池电压产生具有不同电压的电源电压的电源产生电路。
技术上已知有各种DC-DC转换器。其中一种类型是电荷泵浦DC-DC转换器。电荷泵浦DC-DC转换器与具有电感器的公知的DC-DC转换器不同,其优越的是,不需要外部电感器,使得便携终端器件的尺寸能减小。在技术上也已知一些具有调节输出电位功能的电荷泵浦DC-DC转换器。
在便携终端器件中包含的液晶显示装置中,为了延长一次充电电池的寿命,将驱动电压或驱动频率降低,以实现低功耗。但是,这样应用的液晶显示装置一般设计为,在调节操作时的除了电压比较时间外的任何时间,具有调节能力的DC-DC转换器使得电流流过在电压比较中使用的分压电阻,造成高功耗损失和低效率。特别是对于蜂窝电话和PDA等的便携终端器件的应用,为了进一步降低便携终端器件的功耗,降低液晶显示装置本身的功耗是重要问题。
鉴于上述问题开发了本发明,而本发明的目的是提供在降低功耗损失时使整个装置的功耗低的电源产生电路,包括这种电源产生电路的显示装置以及使用这种装置作为输出显示单元的便携终端器件。
发明内容
根据本发明,电路输出电压分压的分压电路和比较器中至少一个仅在一定时间周期工作,因而降低在分压器电阻或比较器中流过的固定电流引起的功耗损失以提高效率。因此,能够降低整个装置的功耗。
根据本发明的一个方面,提供一种电源产生电路,包括:电荷泵浦装置,用于与时钟脉冲同步重复充放电操作;分压装置,用于将所述电荷泵浦装置的输出电压分压;调节装置,它具有将从所述分压装置获得的分压与参考电压比较的比较器,基于所述比较器的所述比较结果,控制向所述电荷泵浦装置供给所述时钟脉冲;和控制装置,用于使所述分压装置和所述比较器的至少一个仅在一定时间周期工作。
根据本发明的一个方面,提供一种显示装置,包括:象素单元,具有在衬底上的象素阵列;和电源产生装置,形成在与所述象素单元相同的衬底上,用于根据内部电路电源电压产生与所述内部电路电源电压不同的电压值的电源电压,其中所述电源产生装置包括:电荷泵浦装置,用于与时钟脉冲同步重复充放电操作;分压装置,用于分压所述电荷泵浦装置的输出电压;调节装置,它具有将从所述分压装置获得的分压与参考电压比较的比较器,基于所述比较器的所述比较结果,控制向所述电荷泵浦装置供给所述时钟脉冲;和控制装置,用于使所述分压装置和所述比较器的至少一个仅在一定时间周期工作。
根据本发明的再一个方法,提供一种使用显示装置作为输出显示单元的便携终端器件,所述显示装置包括:象素单元,具有在衬底上的象素阵列;和电源产生装置,形成在与所述象素单元相同的衬底上,用于根据内部电路电源电压产生与所述内部电路电源电压不同的电压值的电源电压,其中所述电源产生装置包括:电荷泵浦装置,用于与时钟脉冲同步重复充放电操作;分压装置,用于分压所述电荷泵浦装置的输出电压;调节装置,它具有将从所述分压装置获得的分压与参考电压比较的比较器,基于所述比较器的所述比较结果,控制向所述电荷泵浦装置供给所述时钟脉冲;和控制装置,用于使所述分压装置和所述比较器的至少一个仅在一定时间周期工作。
附图说明
图1是示意性说明根据本发明的实施例的液晶显示装置的整个结构的方框图;
图2是象素电路的电路配置例子电路图;
图3是三时分(three-time-division)的驱动选择器电路的示意图;
图4是DC-DC转换器的第一电路例子的电路图;
图5是根据第一电路例子的DC-DC转换器的工作定时图;
图6是DC-DC转换器的第二电路例子的电路图;
图7是DC-DC转换器的第三电路例子的电路图;
图8是根据第三电路例子的DC-DC转换器的工作定时图;和
图9是示意性说明根据本发明的蜂窝电话结构的外部视图。
具体实施方式
在下面参照附图详细说明本发明的实施例。图1是示意性说明根据本发明实施例液晶显示装置整个结构的方框图。
从图1可见,根据此实施例的液晶显示装置包括:象素单元11,它具有包括液晶粒的象素电路阵列;垂直驱动电路12,它以行为单元选择驱动象素单元11的象素电路;选择器电路13,在根据选择器驱动方法的驱动控制下,它向在垂直驱动电路12选择驱动的行中的象素选择供给图像信号;和DC-DC转换器14,它起电源产生电路的作用,例如基于内电路电源电压VDD产生负电源电压VSS。
根据本实施例的液晶显示装置是驱动电路集成型,即,垂直驱动电路12、选择器电路13和DC-DC转换器14集成形成在形成象素单元11的衬底(下面称为液晶显示屏)15上。将液晶显示屏15配置成,如薄膜晶体管(TFT)的象素电路的开关器件形成在TFT衬底上,并且滤色器、相反电极等形成在相反衬底上,TFT衬底和相反衬底叠层,液晶材料在这两个透明绝缘衬底(如玻璃衬底)之间。
象素单元11包括n行和m列的象素阵列,其中在矩阵中排列n个扫描线16-1到16-n和m个信号线17-1到17-m,在它们的交点上设置象素电路。如图2所示,作为例子,每个象素电路包括:选择象素的开关器件,如薄膜晶体管21;存储电容22,它的一端连接薄膜晶体管21的漏极;和液晶电容(液晶粒)23,它的象素电极连接薄膜晶体管21的漏极。
液晶电容23是指在薄膜晶体管21形成的象素电极和它的相反电极之间的电容。薄膜晶体管21的源极连接每个信号线17-1到17-m,门极连接每个扫描线16-1到16-n。固定电位Cs施加到存储电容22的另一端。共用电压VCOM施加到液晶电容23的相反电极。
这里通过例子说明带有基本电路配置的象素电路,但是本发明不限于此。例如,各具有存储器的象素电路可以支持,所述存储器中存储的数字图像数据的静止图像显示和模拟图像信号的正常显示的混合显示。
垂直驱动电路12例如是由位移寄存器等形成,并且向象素单元11的扫描线16-1到16-n顺序供给扫描脉冲,以便以行为单位顺序选择象素电路用于垂直扫描。在此例子中,仅在象素单元11的一侧上设置垂直驱动电路12,但是,也可以在象素单元11的左右两侧设置垂直驱动电路。在左右两侧设置垂直驱动电路的优点是,能够防止由扫描线16-1到16-n以行为单位向各象素电路传输的扫描脉冲的延迟。
在根据此实施例的液晶显示装置中,根据选择器驱动法(时分驱动法)驱动液晶显示屏15的信号线17-1到17-m。为此,在象素单元11中将多个相邻的信号线17-1到17-m分组。在液晶显示屏适合彩色显示并包括例如在水平方向重复的B(蓝)、G(绿)和R(红)象素电路的例子中,每三个相邻线(B、G和R)在信号线17-1到17-m中组合。也就是说,这个例子使用三时分驱动法(three-time-division method)。
与相对于m个信号线17-1到17-m的m/3信道相对应的彩色图象信号,从液晶显示屏15外的驱动器IC 18向选择器电路13供给。即,驱动器IC 18以时序方式输出B、G和R信号,这些信号在每个信道上被供给每个组的三个相对应的信号线。选择器电路13从驱动器IC 18时分地采样对每个信道输出的时序信号,以便将所述信号顺序供给每个组的三个信号线。
图3是三时分驱动选择器电路13的原理图。如图3所示,选择器电路13包括与驱动器IC 18的各输出线相对应的选择器13-1到13-k(k=m/3),并且每个选择器连接在驱动器IC 18一个输出线和每组的三个信号线之间,由用于供给所述三个信号线的时分取样信号的三个模拟开关SW1、SW2和SW3组成。
在以时序方式从驱动器IC 18向一个输出线输出用于三个B、G和R象素的信号时,根据基于三个模拟开关SW1、SW2和SW3的时分驱动,向三个信号线依次分布和供给B、G和R时序信号。选择器脉冲SELB、SELG和SELR顺序接通(closed,闭)/关断(open,开)这三个模拟开关SW1、SW2和SW3。
本发明的特征是DC-DC转换器14的特定结构。下面说明DC-DC转换器14的结构和操作。在这里液晶显示屏15中包含的电路中使用的电源电压被称为内部电路电源电压(VDD)。
〔DC-DC转换器的第一电路例子〕
图4是DC-DC转换器14的特定电路例子(第一电路例子)的电路图。如图4所示,根据此电路例子的DC-DC转换器14包括:电荷泵浦电路31;分压电路32;和调节电路33。下面详细说明这些电路组件的配置和操作。
(电荷泵浦电路配置)
首先说明电荷泵浦电路31的配置。电荷泵浦电路31包括:p沟道MOS晶体管Qp11、n沟道MOS晶体管Qn11、电容C11和C12、二极管D11、n沟道MOS晶体管Qn12、p沟道MOS晶体管Qp12和Qp13和负载电容C13;电荷泵浦电路31与通过AND电路35从时钟脉冲发生器34供给的时钟脉冲ck同步,重复充电/放电操作。
在电荷泵浦电路31中,在内部电路电源VDD和地(GND)之间串联p沟道MOS晶体管Qp11和n沟道MOS晶体管Qn11,并且,这些晶体管的门极共同连接,从而形成CMOS反向器。电容C11的第一端与MOS晶体管Qn11和Qp11共同的漏极节点连接。
n沟道MOS晶体管Qn12的漏极连接电容C11的第二端,源极连接电路输出端OUT。负载电容C13连接在电路输出端OUT和地之间。p沟道MOS晶体管Qp12的源极连接电容C11的第二端,漏极接地。MOS晶体管Qn12和Qp12的作用是,在下面说明的开关脉冲施加到门极时接通的开关装置。
电容C12的第一端连接MOS晶体管Qn11和Qp11共同门极节点。二极管D11的阳极连接电容C12的第二端,而阴极接地。二极管D11的功能是,在电路初始化时,二极管钳位(diode-clamp)向MOS晶体管Qn12和Qp12的门极施加的开关脉冲电压。MOS晶体管Qp13的源极连接电容C12的第二端,漏极接地。
钳位脉冲发生器36产生的钳位脉冲clp通过电平移动器(level shifter)37供给MOS晶体管Qp13的门极。在向MOS晶体管Qp13的门极加钳位脉冲clp时,MOS晶体管Qp13的功能是,将向MOS晶体管Qn12和Qp12的门极施加的开关脉冲电压钳位到地电压GND。
假设内部电路电源电压VDD表示正电源电压,引向电路输出端OUT的电路输出电压VSS表示负电源电压,则电平移动器37将钳位脉冲发生器36产生的第一幅度电压(VDD-0V)的钳位脉冲电平移动到第二幅度电压(VDD-VSS)的钳位脉冲,并向p沟道MOS晶体管Qp13的门极供给产生的脉冲。这确保p沟道MOS晶体管Qp13的开关操作。
(电荷泵浦电路操作)
下面说明上述结构的电荷泵浦电路31的操作。在接通电源(初始化电路)时,通过AND电路35供给作为开关脉冲的时钟脉冲发生器34产生的时钟脉冲,并且基于这个开关脉冲,电容C12的输出电位首先被钳位到、其电平由二极管D11从地电平移动二极管D11的阈值电压Vth的电位。在开关脉冲在低电平(0V)时,p沟道晶体管Qp11和Qp12导通,因此使得电容C11充电。此时n沟道MOS晶体管Qn11不导通,在MOS晶体管Qn11和Qp11的共同漏极节点的电位变成VDD电平。
然后,在开关脉冲到高电平(VDD电平)时,n沟道MOS晶体管Qn11和Qn12导通,并且在MOS晶体管Qn11和Qp11的共同漏极节点的电位变成地电平(0V),使得在电容C11的输出端的电位变成-VDD电平。这个电位(-VDD)通过n沟道MOS晶体管Qn12从电路输出端OUT被引出作为电路输出电压VSS。
然后,在电路输出电压VSS上升到一定程度(初始化过程结束)时,电平移动器37开始工作以电平移动钳位脉冲clp。在电平移动器37开始工作时,电平移动器37将钳位脉冲发生器36产生的幅度电压VDD-0V的钳位脉冲clp电平移动到幅度电压VDD-VSS的钳位脉冲,然后在适当时施加到p沟道MOS晶体管Qp 13的门极。
钳位脉冲的低电平对应电路输出电压VSS,即-VDD电平,这确保p沟道MOS晶体管Qp13导通。这引起二极管D11的阳极电位被钳位到地电平,而不是从地电平移动二极管D11的阈值电压Vth的电位。因此,在后来的泵浦操作时,特别是,能够向p沟道MOS晶体管Qp12供给足够的驱动电压。
因此,足够的开关电流能够在p沟道MOS晶体管Qp12中流动,因而确保高转换效率的稳定的DC-DC转换。因为在不增加p沟道MOS晶体管Qp12大小的情况下能够获得足够的开关电流,所以,以小型的电路能够实现大电流容量的DC-DC转换器。特别是在使用如TFT(薄膜晶体管)之类的具有大的阈值电压Vth的晶体管时,这个效果是明显的。
(分压电路配置)
下面说明分压电路32的配置。如图4所示,分压电路32包括:彼此串联的分压器电阻R1和R2;和与R1和R2串联的开关装置,如p沟道MOS晶体管Qp21和Qp22。p沟道MOS晶体管Qp21连接在参考电位点(在此例子中是内部电路电源VDD)和电阻R1的一端之间。p沟道MOS晶体管Qp22连接在电阻R2的一端和电路输出端OUT之间。
在此例子中,分压电路32中的分压器电阻R1和R2设计成具有相等的电阻。在引向电路输出端OUT的负电源电压VSS变成-VDD电平时,在分压器电阻R1和R2之间的分压器点P具有0V电位(地电平)。应注意,分压电阻R1和R2的电阻不是必须相等,可以按照需要设定。
分压电路32仅对p沟道MOS晶体管Qp21和Qp22导通的一定时间周期工作而进行分压。p沟道MOS晶体管Qp21和Qp22通过门极接收使能脉冲发生器38产生和通过电平移动器39供给的使能脉冲enb。在向门极施加使能脉冲enb时,p沟道MOS晶体管Qp21和Qp22导通,使得分压电路32工作。
假设时钟脉冲发生器34产生的时钟脉冲ck具有2H的周期(H表示水平扫描周期),如图5的定时图所示,在1H间隔从使能脉冲发生器38产生使能脉冲enb。仅在1H周期时的一定时间周期,使能脉冲enb处在低电平。使能脉冲enb使得MOS晶体管Qp21和Qp22在这个低电平周期导通,从而使分压电路32工作。
假设内部电路电源电压VDD代表正电源电压,而引到电路输出端OUT的电路输出电压VSS代表负电源电压,则电平移动器39将使能脉冲发生器38产生的第一幅度电压(VDD-0V)的使能脉冲电平移动到第二幅度电压(VDD-VSS)的使能脉冲,并向p沟道MOS晶体管Qp21和Qp22的门极供给结果脉冲。这产生对p沟道MOS晶体管Qp21和Qp22的足够驱动电压,从而确保它的开关操作。
(调节电路配置)
最后,说明调节电路33的配置。见图4,调节电路33包括:如p沟道MOS晶体管Qp31的开关装置;取样和保持(S/H)电路40;比较器41;和上述的AND电路35。
在调节电路33中,p沟道MOS晶体管Qp31连接在分压电路32的分压器点P和比较器41的非反向(+)输入端之间,并通过门极接收上述的使能脉冲enb。在分压电路32工作将在分压器点P获得的分压发送到取样和保持电路40和比较器41时的周期,MOS晶体管Qp31导通。
取样和保持电路40保持通过p沟道MOS晶体管Qp31发送的分压直到下一次p沟道MOS晶体管Qp31导通,并将它持续供给比较器41的非反向输入端。比较器41具有施加参考电压(在此例子中是地电平)的反向(-)输入端,并工作在p沟道MOS晶体管Qp31导通以及在分压电路32的分压器点P获得的分压通过MOS晶体管Qp31供给比较器41时,使得分压与参考电压比较。在分压超过参考电压时,向AND电路35供给作为其门极控制信号的高电平比较结果。
(调节电路操作)
下面说明上述配置的调节电路33的调节操作。
如图5的定时图所示,在1H周期时的使能脉冲enb的低电平时间(t1到t3)被称为调节时间。另外,从使能脉冲enb的下落时间t1到时钟脉冲ck的转变时间t2的时间被称为比较器41中的预比较时间,从时钟脉冲ck的转变时间t2到使能脉冲enb的上升时间t3的时间被称为比较器41的比较时间。假设在使能脉冲enb的低电平时间(t1到t3)产生钳位脉冲clp。
首先,在使能脉冲enb低的调节时间分压电路32工作,并且在分压电路32的分压器点P上获得与电路输出端OUT的电位对应的分压。在电路输出端OUT上获得的负输出电压VSS没有达到作为目标电压的-VDD电平时,分压器点P具有比0V(地电平)高的电位。
此时,非反向输入电压(分压器点P的电压)在反向输入电压(地电平)上,并且比较器41将高电平比较结果供给AND电路35。然后,AND电路35向电荷泵浦电路31供给时钟脉冲ck。在电荷泵浦电路31中,泵浦操作与时钟脉冲ck同步地进行。在每个1H周期重复进行这个序列的操作。最后,负输出电压VSS达到目标-VDD电平电压。
在负输出电压VSS达到目标-VDD电平电压时,分压器点P的电位成为0V(地电平)。此时,非反向输入电压(分压器点P的电压)等于反向输入电压(地电平),并且比较器向AND电路35供给低电平比较结果。然后,AND电路35停止向电荷泵浦电路31供给时钟脉冲ck。
在此方法中,分压电路32分开在电路输出端OUT上获得的电路输出电压VSS和内部电路电源电压VDD之间的压差,比较器41将在分压电路32的分压器点P上获得的分压与参考电压(此例子中是地电平)比较,并根据这个比较结果,AND电路35控制向电荷泵浦电路31供给时钟脉冲ck(开关脉冲),从而操纵调节电路使得电路输出电压VSS成为目标-VDD电平电压。
在根据此实施例的上述配置的DC-DC转换器14中,p沟道MOS晶体管Qp21、Qp22和Qp31根据使能脉冲enb导通/关断,使得分压电路32和比较器41仅在调节时间工作,否则不工作。这使得仅在调节操作需要的一定周期时间中电流在分压器电阻R1和R2及比较器41中流动,从而降低在分压器电阻R1和R2及比较器41中流动的固定电流引起的功耗损失。
〔DC-DC转换器的第二电路例子〕
图6是DC-DC转换器14的另一个电路例子(第二电路例子)的方框图。在图6中,用相同的标号表示与图4相同的部分。
根据第二电路例子的DC-DC转换器14包括调节电路33’,它具有与在第一电路例子中的调节电路33不同的配置,DC-DC转换器14的其它配置是相同的。在此电路例子的调节电路33’中,取样和保持电路40位于比较器41后,这与取样和保持电路40在比较器41前的第一电路例子不同。
具体地说,在第一例子的调节电路33中,从分压电路32获得的分压由取样和保持电路40保持;而在第二电路例子的调节电路33’中,比较器41的比较结果由取样和保持电路40保持。唯一的不同就是这一点,在调节电路33’的调节电路操作中没有差别。
〔DC-DC转换器的第三电路例子〕
图7是DC-DC转换器14的(第三电路例子)另一电路例子的方框图。在图7中,用相同的标号表示与图6相同的部分。根据第三电路例子的DC-DC的转换器14包括调节电路33”,它具有与在第二电路例子中的调节电路33’不同的配置,DC-DC转换器14的其它配置是相同的。
具体地说,在这个电路例子的调节电路33”中,例如,用n沟道MOS晶体管Qn31作为开关装置,并且例如用钳位脉冲clp作为取样和保持电路40的取样脉冲。其它组件基本与第二电路例子的相同。取样和保持电路40的取样脉冲不限于钳位脉冲clp。
在根据第三电路例子的DC-DC转换器14中,使能脉冲发生器38产生的第一幅度电压(VDD-0V)的使能脉冲被反向器42颠倒极性,然后施加到分压电路32的MOS晶体管Qp21和Qp22的门极。第二幅度电压(VDD-VSS)的使能脉冲被电平移动器39电平移动,然后施加到n沟道MOS晶体管Qn31的门极。
比较器41能够具有偏移(offset)取消功能。这个偏移取消功能是检测和取消在一般形成比较器的放大器的输入上可能引起的偏移,使得偏移在其输出不出现。
图8是根据第三电路例子DC-DC转换器14的电路工作定时图。在这个定时图中,时间T1表示比较器41的比较时间(它等于分压电路32和比较器41的工作周期),时间T2表示取样和保持电路40的取样时间,以及T3表示取样和保持电路40的保持时间。
下面参照图8的定时图说明,在比较器41具有偏移取消功能的情形,根据第三电路例子的DC-DC转换器14的电路操作。
首先,与前电路例子相似,仅在时间T1周期分压电路32和比较器41工作,在时间T1期间的时间T2周期,取样和保持电路40取样比较器41的比较结果,并在不同于时间T1和T2的时间T3周期保持。在保持时间T3期间的一定时间周期,即不同于比较时间T1的周期,比较器41检测偏移,更具体地说,是在使能脉冲enb处在低电平的时间周期。
在除了取样时间T2外的时间上转变的时钟的逻辑AND,更具体地说,时钟脉冲发生器34产生的时钟脉冲ck,及取样和保持电路40的保持输出由AND电路35进行,并且产生的逻辑AND作为开关脉冲供给电荷泵浦电路31。这使得电荷泵浦电路31用除了取样时间T2外的时间转变的时钟的逻辑AND及取样和保持电路40的保持输出,进行泵浦操作。
在上述电路例子中,用取样和保持电路40作为保持从分压电路32获得的分压或比较器41的比较结果的装置。但是,不限于取样和保持电路40,也可以使用能够在一定时间周期保持从分压电路32获得的分压或比较器41的比较结果的其它装置,如锁存(latch)电路或SRAM。而且,使得分压电路32仅在一定时间周期工作的开关装置配置成这样,使得p沟道MOS晶体管Qp21和Qp22连接分压器电阻R1和R2的两侧。但是,也可以省略p沟道MOS晶体管Qp22。
另外,在上述电路例子中,通过例子讨论了基于内部电路电源电压VDD、产生-VDD电平的电路输出电压VSS的负电压发生类型的电荷泵浦DC-DC转换器。但是,电压电平不限于-VDD电平,也可以用基于内部电路电源电压VDD、产生与内部电路电源电压VDD不同电压值的正电源电压的正电压发生类型的电荷泵浦DC-DC转换器。
另外,在上述电路例子中,仅在一定时间周期分压电路32和比较器41都工作,从而降低功耗损失。这是最好的形式,并且也可以仅在一定时间周期分压电路32和比较器41之一工作,从而也降低功耗损失。
如图1所示,在相同的衬底(液晶显示屏)15上,根据上述电路例子的电荷泵浦DC-DC转换器(电源产生电路)14与在象素单元11(所谓的帧区域)周围区域中的垂直驱动电路12和选择器电路13集成形成。
既然用TFT作为象素单元11的象素晶体管,所以也可以用TFT作为构成DC-DC转换器14的晶体管,如图4和6所示,包括Qp11到Qp13、Qp21、Qp22、Qp31、Qn11和Qn12,和作为构成电平移动器37和39、取样和保持电路40和比较器41的晶体管,并且至少这些晶体管电路可以使用与象素单元11的相同过程制造,使得形成DC-DC转换器14的生产过程简单而且成本低。
在这些晶体管电路中,电压0V-VDD驱动形成CMOS反向器的MOS晶体管Qp11和Qn11。因此,如果其它的要求高耐压的MOS晶体管(包括二极管D11)由TFT形成,则不需要将它们隔离,并且它们能够用与象素单元11的相同过程以简单方式制造。在此情形,应在与液晶显示屏15不同的衬底上用硅片形成其它的晶体管电路等。
在上述应用例子中,根据上述实施例的电荷泵浦DC-DC转换器14在液晶显示屏15上与象素单元11集成形成。但是,它也不必须与象素单元11集成形成,而可以用作为液晶显示装置的外部电路,或可以形成在与液晶显示屏15不同的衬底上。
从上述说明明显可见,如果电荷泵浦DC-DC转换器14在与液晶显示屏15相同的衬底上集成形成,则更好。此外,因为根据上述电路例子的电荷泵浦DC-DC转换器14能够以小型的电路实现大的电流容量,特别是在使用具有大的阈值电压Vth的如TFT(薄膜晶体管)的晶体管时极为有效,所以在相同的衬底上与象素单元11集成形成的DC-DC转换器14极大地有利于形成包括液晶显示装置的低成本、薄而紧凑的装置。
在上述实施例中,通过举例,在作为象素的显示器件(光电器件)的具有液晶粒的有源矩阵液晶显示装置中,使用根据上述电路例子的电荷泵浦DC-DC转换器作为电源产生电路。但是,本发明不限于应用于液晶显示装置,也可用到其它有源矩阵显示装置,如使用电场致光(EL)器件作为象素显示器件的EL显示装置。
根据本发明的显示装置不仅适合于如个人计算机和文字处理器、电视接收器等的OA设备的显示,而且也适用于试图减小整个装置的体积或紧凑化的如蜂窝电话和PDA的便携终端器件的显示单元。
图9是根据本发明的如蜂窝电话的便携终端器件的结构外形图。
根据该例的蜂窝电话的结构是这样的,在装置外壳51的前面从顶部依序设置扬声器单元52、输出显示器单元53、操作单元54和话筒单元55。在这个结构的蜂窝电话中,由液晶显示装置实现输出显示器单元53,用根据上述实施例的液晶显示装置作为液晶显示装置。
因此,优点是,包含根据上述电路例子的DC-DC转换器的液晶显示装置用作为如蜂窝电话的便携终端器件的输出显示器单元53,这非常有利于得到低功耗损失和紧凑的便携终端器件,因为DC-DC转换器能够用小型电路实现大的电流容量。特别是,DC-DC转换器能够提供低的功率耗损和高的效率,从而实现较低功耗,并且一旦充电,作为主电源的电池的寿命可延长。
工业可应用性
如上所述,在根据本发明的电源产生电路、包括所述电路的显示装置或使用这种显示装置作为输出显示单元的便携终端器件中,分压装置和比较器中至少一个仅在一定时间周期工作,因此使比较器仅在这个工作周期可能比较电压。也就是说,仅在比较器比较电压的周期,分压装置和比较器才工作,否则不工作。因此,能够降低分压装置和比较器引起的功耗损失。

Claims (23)

1.一种电源产生电路,包括:
电荷泵浦装置,用于与时钟脉冲同步重复充放电操作;
分压装置,用于将所述电荷泵浦装置的输出电压分压;
调节装置,它具有将从所述分压装置获得的分压与参考电压比较的比较器,基于所述比较器的所述比较结果,控制向所述电荷泵浦装置供给所述时钟脉冲;和
控制装置,用于使所述分压装置和所述比较器的至少一个仅在一定时间周期工作。
2.根据权利要求1所述的电源产生电路,其中所述控制装置使得所述分压装置和所述比较器在除了所述比较器比较所述电压的周期之外的周期中不工作。
3.根据权利要求1所述的电源产生电路,其中所述分压装置包括在所述电荷泵浦装置输出端和参考电位点之间串联的分压器电阻,而且
所述控制装置包括与所述分压器电阻串联的开关装置。
4.根据权利要求1所述的电源产生电路,其中所述控制装置包括在所述分压电路的分压器点和所述比较器输入端之间连接的开关装置。
5.根据权利要求1所述的电源产生电路,其中所述调节装置包括用于保持所述比较器的所述比较结果的保持装置。
6.根据权利要求5所述的电源产生电路,其中所述调节装置向所述电荷泵浦装置施加时钟的逻辑AND和所述保持装置的保持输出,所述时钟在所述保持装置的取样时间外的其它时间转变。
7.根据权利要求5所述的电源产生电路,其中所述保持装置包括取样和保持电路或锁存电路,用于在所述分压装置和所述比较器的至少一个工作的周期,取样所述比较器的所述比较结果,并在除了这个周期外的周期将其保持或锁存,以及
所述比较器具有偏移取消功能,并在所述取样和保持电路或锁存电路的所述保持或锁存周期期间的一定时间周期检测偏移。
8.一种显示装置,包括:象素单元,具有在衬底上的象素阵列;和电源产生装置,形成在与所述象素单元相同的衬底上,用于根据内部电路电源电压产生与所述内部电路电源电压不同的电压值的电源电压,
其中所述电源产生装置包括:
电荷泵浦装置,用于与时钟脉冲同步重复充放电操作;
分压装置,用于分压所述电荷泵浦装置的输出电压;
调节装置,它具有将从所述分压装置获得的分压与参考电压比较的比较器,基于所述比较器的所述比较结果,控制向所述电荷泵浦装置供给所述时钟脉冲;和
控制装置,用于使所述分压装置和所述比较器的至少一个仅在一定时间周期工作。
9.根据权利要求8所述的显示装置,其中在除了所述比较器比较所述电压的所述周期以外的周期,所述控制装置使所述分压装置和所述比较器不工作。
10.根据权利要求8所述的显示装置,其中所述分压装置包括在所述电荷泵浦装置输出端和参考电位点之间串联的分压器电阻,并且
所述控制装置包括与所述分压器电阻串联的开关装置。
11.根据权利要求8所述的显示装置,其中所述控制装置包括在所述分压电路的分压器点和所述比较器输入端之间连接的开关装置。
12.根据权利要求8所述的显示装置,其中所述调节装置包括用于保持所述比较器的所述比较结果的保持装置。
13.根据权利要求12所述的显示装置,其中所述调节装置向所述电荷泵浦装置施加时钟的逻辑AND和所述保持装置的保持输出,所述时钟在所述保持装置的取样时间外的其它时间转变。
14.根据权利要求12所述的显示装置,其中所述保持装置包括取样和保持电路或锁存电路,用于在所述分压装置和所述比较器的至少一个工作的周期,取样所述比较器的所述比较结果,并在除了这个周期外的周期将其保持或锁存,以及
所述比较器具有偏移取消功能,并在所述取样和保持电路或锁存电路的所述保持或锁存周期期间的一定时间周期检测偏移。
15.根据权利要求8所述的显示装置,其中所述象素的显示器包括液晶粒。
16.一种使用显示装置作为输出显示单元的便携终端器件,所述显示装置包括:象素单元,具有在衬底上的象素阵列;和电源产生装置,形成在与所述象素单元相同的衬底上,用于根据内部电路电源电压产生与所述内部电路电源电压不同的电压值的电源电压,
其中所述电源产生装置包括:
电荷泵浦装置,用于与时钟脉冲同步重复充放电操作;
分压装置,用于分压所述电荷泵浦装置的输出电压;
调节装置,它具有将从所述分压装置获得的分压与参考电压比较的比较器,基于所述比较器的所述比较结果,控制向所述电荷泵浦装置供给所述时钟脉冲;和
控制装置,用于使所述分压装置和所述比较器的至少一个仅在一定时间周期工作。
17.根据权利要求16所述的便携终端器件,其中在除了所述比较器比较所述电压的所述周期以外的周期,所述控制装置使得所述分压装置和所述比较器不工作。
18.根据权利要求16所述的便携终端器件,其中所述分压装置包括在所述电荷泵浦装置输出端和参考电位点之间串联的分压器电阻,并且
所述控制装置包括与所述分压器电阻串联的开关装置。
19.根据权利要求16所述的便携终端器件,其中所述控制装置包括在所述分压电路的分压器点和所述比较器的输入端之间连接的开关装置。
20.根据权利要求16所述的便携终端器件,其中所述调节装置包括保持所述比较器的所述比较结果的保持装置。
21.根据权利要求20所述的便携终端器件,其中所述调节装置向所述电荷泵浦装置施加时钟的逻辑AND和所述保持装置的保持输出,所述时钟在所述保持装置的取样时间外的其它时间转变。
22.根据权利要求20所述的便携终端器件,其中所述保持装置包括取样和保持电路或锁存电路,用于在所述分压装置和所述比较器的至少一个工作的周期,取样所述比较器的所述比较结果,并在除了这个周期外的周期将其保持或锁存,以及
所述比较器具有偏移取消功能,并在所述取样和保持电路或锁存电路的所述保持或锁存周期期间的一定时间周期检测偏移。
23.根据权利要求16所述的便携终端器件,其中所述显示装置包括使用液晶粒作为所述象素的显示器件的液晶显示装置。
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