发光二极管显示装置的驱动电压产生电路及其驱动方法

专利名称：发光二极管显示装置的驱动电压产生电路及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种发光二极管(LED)显示装置的电压供给电路，更特别地，涉及一种能够增加其输入电压范围的LED显示装置的驱动电压产生电路。
背景技术：
发光二极管(LED)显示装置的像素包括各个LED。每一 LED根据由驱动电压产生的驱动电流发光。驱动电压是从驱动电压产生电路产生的。也就是说，电压产生电路基于来自外部源的输入电压产生驱动电压。驱动电压产生电路包括外部保护电路。保护电路用作当输入电压异常增加时中断驱动电压的输出。然而，会有一个问题:即使当具有正常电平的输入电压输入时，保护电路也会由于其内部补偿电压而中断驱动电压的输出。会有另一个问题:当外部输入电压低于特定电压电平时，即使较低输入电压在正常电压范围内，保护电路由于其内部补偿电压也可中断驱动电压的输出。

发明内容
因此，本发明涉及一种发光二极管(LED)显示装置的驱动电压产生电路及其驱动方法，基本上消除了由于现有技术的限制和缺陷而导致的一个或多个问题。本发明的目的是提供一种即使当输入电压的电平较低时，通过将与保护开关元件的栅极连接的低电压节点放电到地电平而能够正常产生驱动电压的LED显示装置的驱动电压产生电路及其驱动方法。本发明的其它优点、目的和特点的一部分将在下面的描述中列出，一部分这些优点和特点对于本领域的普通技术人员来说在研究下文后将变得明显，或可以通过对本发明的实施获悉。本发明的目的和其它优点可以通过书面描述、权利要求书以及附图中具体指出的结构实现和获得。为实现这些目的和其它的优点，并根据本发明的目的，如这里具体和概括地描述的，一种发光二极管(LED)显示装置的驱动电压产生电路，包括:升压器，所述升压器用于升高来自外部源的输入电压，以产生升高电压；保护开关元件，所述保护开关元件用于根据开关控制信号控制从所述升压器产生的升高电压是否被输出；保护电路，所述保护电路用于将经由所述保护开关元件从所述升压器输出的升高电压与预定阈值电压进行比较，根据比较结果，选择高电压和低电压中的一个，并且将选择的电压输出为所述开关控制信号；和放电器，所述放电器用于将低电压节点放电，所述低电压节点被施加有所述低电压。所述放电器可将所述低电压节点放电到地电平。所述放电器在当激活所述驱动电压产生电路的使能信号表现为有源状态的时间点时可将所述低电压节点放电到所述地电平。所述驱动电压产生电路可进一步包括:稳定器，所述稳定器用于稳定从所述升压器输出的所述升高电压，并且将稳定电压输出为驱动电压。所述驱动电压产生电路可进一步包括:二极管，所述二极管用于整流经由所述保护开关兀件输出的升高电压；第一稳定电容器，所述第一稳定电容器用于稳定由所述二极管整流的升高电压；和第二稳定电容器，所述第二稳定电容器用于稳定来自所述稳定器的所述驱动电压。所述放电器可包括:比较器和放电开关元件，所述比较器用于将来自所述稳定器的驱动电压与参考电压进行比较，并且当基于比较结果确定所述驱动电压低于所述参考电压时输出有源放电起始信号，所述放电开关元件用于响应来自所述比较器的所述有源放电起始信号来将所述低电压节点放电到地电平。当所述使能信号处于有源状态时，可产生所述驱动电压和所述参考电压，并且当所述使能信号处于无源状态时，所述驱动电压和所述参考电压可降到地电平。所述可放电器包括:比较器，所述比较器用于将来自所述稳定器的驱动电压与参考电压进行比较，并且当基于比较结果确定所述驱动电压低于所述参考电压时输出有源比较信号；与门，所述与门用于接收所述使能信号和比较信号，并且当基于比较结果确定所述使能信号和所述比较信号都在有源状态下时输出有源放电起始信号；和放电开关元件，所述放电开关元件用于响应来自所述与门的所述有源放电起始信号来将所述低电压节点放电到地电平。所述放电器可将所述低电压节点放电到负电压。所述放电器在当激活所述驱动电压产生电路的使能信号被表现为有源状态的时间点时可将所述低电压节点放电到所述负电压。所述升压器可包括:电感器和升压开关元件，所述电感器连接到输入线，以供给来自所述外部源的所述输入电压，并且所述电感器连接到升压输入端，所述升压开关元件根据来自外部源的驱动脉冲来控制，并且所述升压开关元件连接在所述升压输入端与接地端之间。所述保护开关元件可连接在所述升压输入端与升压输出端之间，以根据所述开关控制信号，将所述升压输入端与所述升压输出端电连接，或者将所述升压输入端与所述升压输出端彼此电隔离。所述保护电路可包括:输出电压感测器，所述输出电压感测器用于将控制电压输出为所述开关控制信号的来源，当施加到所述升压输出端的升高电压具有超出所述阈值电压的电平时，所述输出电压感测器将所述控制电压的逻辑反相，并且输出逻辑反相的控制电压；开关控制器，所述开关控制器用于根据来自所述输出电压感测器的控制电压的逻辑来选择高电压和低电压中的一个，并且将选择的电压输出为所述开关控制信号；第一稳压二极管，所述第一稳压二极管连接在所述低电压节点与高电压节点之间，所述第一稳压二极管上供给有来自所述升压输出端的升高电压；第二稳压二极管，所述第二稳压二极管连接在所述高电压节点与所述接地端之间；和开关元件，所述开关元件根据施加到所述第二稳压二极管的阳极的电压来控制，并且所述开关元件连接在所述低电压节点与所述接地端之间。所述开关控制器可包括串联的多个反相器，所述反相器接收作为高电压的所述高电压节点的升高电压，同时接收作为低电压的所述低电压节点的电压。所述多个反相器可顺序地将来自所述输出电压感测器的控制电压反相，以产生开关控制信号，并且将所述开关控制信号供给到所述保护开关元件的栅极。在本发明的另一方面，一种用于驱动发光二极管(LED)显示装置的驱动电压产生电路的方法，所述驱动电压产生电路包括:升压器，所述升压器用于升高来自外部源的输入电压，以产生升高电压；保护开关元件，所述保护开关元件用于根据开关控制信号控制从所述升压器产生的升高电压是否被输出；和保护电路，所述保护电路用于将经由所述保护开关元件从所述升压器输出的升高电压与预定阈值电压进行比较，根据比较结果，选择高电压和低电压中的一个，并且将选择的电压输出为所述开关控制信号，所述方法包括:将低电压节点进行放电，所述低电压节点施加有低电压。 所述低电压节点可被放电到地电平。所述低电压节点在当用以激活所述驱动电压产生电路的使能信号表现为有源状态的时间点时可被放电到所述地电平。所述方法可进一步包括以下步骤:稳定从所述升压器输出的所述升高电压，以产生驱动电压。在所述将低电压节点放电的步骤中，可将所述驱动电压与预定参考电压进行比较，并且基于比较结果，当确定所述驱动电压低于所述参考电压就可将所述低电压节点放电到所述地电平。当所述使能信号处于有源状态时，可产生所述驱动电压和所述参考电压，并且当所述使能信号处于无源状态时，所述驱动电压和所述参考电压可降到地电平。所述方法可进一步包括以下步骤:稳定从所述升压器输出的所述升高电压，以产生驱动电压。所述将低电压节点放电的步骤可包括:将所述驱动电压与预定参考电压进行比较，并且基于比较结果，当确定所述驱动电压低于所述参考电压就产生在有源状态下的比较信号，并且当所述使能信号和所述比较信号两者都处于有源状态时，将所述低电压节点放电到所述地电平。所述放电器可将所述低电压节点放电到负电压。所述低电压节点在当激活所述驱动电压产生电路的使能信号表现为有源状态的时间点时可被放电到所述负电压。应当理解的是，本发明的前面的概括描述和下面的详细描述都仅是示例性的和解释性的，意在提供对要求保护的本发明的进一步说明。


被包括来提供对本发明的进一步理解且并入并组成本申请的一部分的附示了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中:图1是示出根据本发明示例性实施例的发光二极管(LED)显示装置的方框图；图2是示出图1中示出的包括在像素的一个中的电路结构的电路图；图3是示出根据本发明第一实施例的驱动电压产生电路的详细结构的电路图；图4是示出图3中示出的第四反相器(inverter)的结构的电路图；图5是示出根据本发明第二实施例的驱动电压产生电路的详细结构的电路图；和图6是与图5相关的使能信号、比较信号、驱动电压、参考电压和放电起始信号的时序图。
具体实施例方式现在将详细描述本发明的优选实施例，这些实施例的实例在附图中示出。只要有可能，在所有附图中相同的附图标记将用于指代相同或相似的部件。图1是示出根据本发明示例性实施例的发光二极管(LED)显示装置的方框图。如图1所示,根据本发明的图示实施例的LED显示装置包括:显示单元DSP、系统SYS、扫描驱动器SD、数据驱动器DD、时序控制器TC和电源PS。显示单元DSP包括多个像素PXL。为了传输得像素PXL能显示图像所需要的各种信号，显示单元DSP还可包括多条扫描线SLl至SLm、多条数据线DLl至DLn和多条电压供电线。在图1中，只示出多条电压供电线的一部分，即，驱动电压供电线VDL。像素PXL以矩阵阵列的形式布置在显示单元DSP上。像素PXL被划分为显示红色的红色像素PXL、显示绿色的绿色像素PXL和显示蓝色的蓝色像素PXL。系统SYS使用图形控制器的低压差分信令(LVDS)发射器经由接口电路输出垂直同步信号、水平同步信号、时钟信号和图像数据。从系统SYS输出的垂直同步信号、水平同步信号和时钟信号被供给到时序控制器TC。从系统SYS顺序输出的图像数据被供给到时序控制器TC。时序控制器TC使用输入到其上的水平同步信号、垂直同步信号和时钟信号产生数据控制信号、扫描控制信号和发光控制信号。从时序控制器TC产生的信号被供给到数据驱动器DD和扫描驱动器SD的相关一个。数据控制信号包括:点时钟、源移位时钟、源使能信号和极性反转信号等。扫描控制信号包括:扫描起始信号、扫描移位时钟和扫描输出使能号等。数据驱动器DD根据来自时序控制器TC的数据控制信号来采样图像数据，并且在每一水平时间1H、2H……期间对每一水平行锁存采样的图像数据。数据驱动器DD将锁存的图像数据供给到数据线DLl至DLn。也就是说，数据驱动器DD使用从电源PS输入的伽马电压将来自时序控制器TC的图像数据转换为模拟像素信号(数据信号)，并且将所述模拟像素信号供给到数据线DLl至DLn。扫描驱动器SD包括移位寄存器和电平移位器，所述移位寄存器响应来自时序控制器TC的扫描起始脉冲顺序地产生扫描信号，所述电平移位器将每一扫描信号移位到适合像素PXL的驱动的电压电平。扫描驱动器SD响应来自时序控制器TC的扫描控制信号将扫描脉冲顺序地供给到扫描线SLl至SLm。电源PS产生驱动像素PXL所需要的伽马电压、驱动电压、地电压和参考电压。为此，电源PS包括:产生伽马电压的伽马电压产生电路、产生驱动电压的驱动电压产生电路、产生地电压的地电压产生电路和产生参考电压的参考电压产生电路。从驱动电压产生电路产生的驱动电压VDD经由驱动电压供电线VDL被供给到像素PXL。像素PXL具有相同的结构。以下将参照图2详细描述像素PXL的结构。图2是示出图1中示出的包括在像素的一个中的电路结构的电路图。如图2所示，像素PXL包括:数据开关元件Tr_DS、驱动开关元件Tr_DR、存储电容器Cst和发光二极管OLED。 数据开关元件Tr_DS根据来自扫描线SL的扫描信号接通或关断来自数据线DL的数据电压。为此，数据开关元件Tr_DS具有与扫描线SL连接的栅极、与数据线DL连接的源极和与驱动开关元件Tr_DR的栅极连接的漏极。驱动开关元件Tr_DR根据通过数据开关元件Tr_DS接通或关断的数据电压调整驱动电流的量。为此，驱动开关元件Tr_DR在其栅极处连接到数据开关元件Tr_DS的漏极。此外，驱动开关元件Tr_DR包括:连接到驱动电压供电线VDL的源极和连接到发光二极管OLED的阳极的漏极。存储电容器Cst连接在驱动开关元件Tr_DR的栅极与源极之间。发光二极管OLED连接在驱动开关元件Tr_DR的漏极与地电压供电线之间。也就是说，发光二极管在其阳极处连接到驱动开关元件Tr_DR的漏极，而在其阴极处连接到地电压供电线。发光二极管OLED根据来自驱动开关元件Tr_DR的驱动电流来发光。以下将详细描述图1中示出的驱动电压产生电路的结构。图3是示出根据本发明第一实施例的驱动电压产生电路的详细结构的电路图。如图3所示，根据本发明第一实施例，驱动电压产生电路包括:升压器(booster)BST、保护电路PTC、二极管D、第一稳定电容器CR1、稳定器RGT、第二稳定电容器CR2和放电器 DCB。升压器BST将来自外部源的施加到升压器BST的输入电压Vin升压，以产生升高电压，并且输出所述升高电压。升压器BST包括升压输入端bit和升压输出端bot。外部输入电压Vin通过升压输入端bit输入到升压器BST。升高电压通过升压输出端bot输出。对于上述升压操作，升压器BST包括电感器L和升压开关元件Tr_bs。电感器L连接在供应外部输入电压Vin的输入线(未不出)与升压输入端bit之间。电感器L由于其大尺寸被安装在升压器BST的外侧。根据从脉冲模式选择器(未示出)输出的驱动脉冲来控制升压开关元件Tr_bs。升压开关元件Tr_bs连接在升压输入端bit与接地端之间。为此，升压开关元件Tr_bs包括:连接到脉冲模式选择器的输出端的栅极、连接到升压输入端bit的漏极和连接到接地端的源极。同时，在升压器BST内提供保护开关元件Tr_pr。保护开关元件Tr_pr功能上包括在保护电路PTC的构成元件中。以下将描述具有上述结构的升压器BST的操作。升压开关元件Tr_bs根据从脉冲模式选择器供给的驱动脉冲周期性地导通和截止。当升压开关元件Tr_bs导通时，由输入电压Vin产生的电流经由电感器L流入接地端，使得能量累积在电感器L中。由于这种能量的累积，在升压输入端bit处的电压被升高。跨升压输入端bit呈现的电压是升高电压。这个升高电压的电平比输入电压Vin的电平高。当升压开关元件Tr_bs随后被截止时，在升压输入端bit处的升高电压经由保护开关元件Tr_pr被供给到升压输出端bot。在这种情况下，当保护开关元件Tr_pr导通时,在升压输入端bit处的升高电压被施加到升压输出端bot。另一方面，当保护开关元件Tr_pr截止时，在升压输入端bit处的升高电压不被施加到升压输出端bot。保护电路PTC与保护开关元件Tr_pr —起用来保护驱动电压产生电路和像素免受过电压损害。也就是说，当外部输入电压Vin由于噪声等而异常增加时，可产生过电压。保护电路PTC用来保护驱动电压产生电路免受过电压的损害。为此，当从升压器BST输出的升高电压的电平超出预定阈值时，保护电路PTC使保护开关元件Tr_pr截止，从而断开升高电压的输出。因此，保护电路PTC保护驱动电压产生电路和像素免受过电压的损害。具体地，保护电路PTC将经由保护开关元件Tr_pr从升压器BST输出的升高电压的电平与预定阈值电压进行比较。基于比较结果，保护电路PTC选择高电压或低电压，并且将选择的电压输出为开关控制信号。从保护电路PTC输出的开关控制信号被供给到保护开关元件Tr_pr的栅极，以控制保护开关元件Tr_pr的操作。除了保护开关元件Tr_pr，保护电路PTC还包括输出电压感测器VMB、开关控制器SCB、第一稳压二极管ZDl、第二稳压二极管ZD2和开关元件Tr。输出电压感测器VMB产生并输出控制电压DRVP，所述控制电压DRVP是开关控制信号的来源。输出电压感测器VMB将施加到升压输出端bot的升高电压的电平与阈值电压进行比较。基于比较结果，当确定升高电压高于阈值电压时，输出电压感测器VMB在将控制电压DRVP的逻辑反相后就输出控制电压DRVP。例如，当在升压输出端bot处的升高电压低于或等于阈值电压时，输出电压感测器VMB输出具有低逻辑的控制电压DRVP。另一方面，当在升压输出端bot处的升高电压超出阈值电压时，输出电压感测器VMB将低逻辑控制电压DRVP反相，并且输出反相的具有高逻辑的控制电压DRVP。开关控制器SCB根据来自输出电压感测器VMB的控制电压DRVP来选择高电压或低电压，并且将选择的电压输出为开关控制信号。例如，当来自输出电压感测器VMB的控制电压DRVP具有低逻辑时，开关控制器SCB将低电压输出为开关控制信号。另一方面，当来自输出电压感测器VMB的控制电压DRVP具有高逻辑时，开关控制器SCB将高电压输出为开关控制信号。开关控制器SCB包括串联连接的多个反相器IVl至IV4。也就是说，反相器IVl至IV4串联连接在输出电压感测器VMB的输出端与保护开关元件Tr_pr的栅极gt之间。反相器IVl至IV4接收来自升压输出端bot的升高电压，为高电压。为此，高电压节点HN电连接到升压输出端bot。此外，反相器IVl至IV4接收来自低电压节点LN的电压，为低电压。多个反相器IVl至IV4顺序地将来自输出电压感测器VMB的控制电压DRVP反相，以产生开关控制信号，所述开关控制信号转而被供给到保护开关元件Tr_pr的栅极gt。包括在开关控制器SCB中的反相器的数量是两个或者更多个。特别地，反相器的数量是偶数，使得从位于最后输出级的反相器(在图示的例子中位于最右级的第四反相器IV4)输出的开关控制信号的逻辑与从输出电压感测器VMB输入的控制电压DRVP的逻辑相同。据此，当供给来自输出电压感测器VMB的低逻辑控制电压DRVP时，第一反相器IVl至第四反相器IV4按顺序方式分别输出高逻辑输出、低逻辑输出、高逻辑输出和低逻辑输出。因此，当在升压输入端bit处的升高电压具有低于或等于阈值电压的正常电平时，也就是说，当输出电压感测器VMB输出低逻辑控制电压DRVP时，低逻辑开关控制信号从开关控制器SCB的第四反相器IV4输出。另一方面，当在升压输入端bit处的升高电压具有高于阈值电压的异常电平时，也就是说，当输出电压感测器VMB输出高逻辑控制电压DRVP时，高逻辑开关控制信号从开关控制器SCB的第四反相器IV4输出。为了能使用具有减小尺寸的保护开关元件Tr_pr，反相器IVl至IV4将具有高电压电平的控制电压DRVP减小到具有比控制电压DRVP低的电压电平的高电压和低电压中选择的一个。当控制电压DRVP被直接施加到保护开关元件Tr_pr的栅极gt时,增加的应力被施加到保护开关元件Tr_pr。可通过利用反相器IVl至IV4减小控制电压DRVP的电压电平来减小施加到保护开关元件Tr_pr的应力。反相器可具有以下结构。图4是示出图3中示出的第四反相器的结构的电路图。如图4所示，第四反相器IV4包括P型的第一开关元件Tr_P和N型的第二开关元件 Tr_N。第一开关元件Tr_P由来自第三反相器IV3的输出控制。第一开关元件Tr_P连接在高电压节点HN与栅极gt之间。第二开关元件Tr_N由来自第三反相器IV3的输出控制。第二开关元件Tr_N连接在低电压节点LN与栅极gt之间。当来自第三反相器IV3的输出具有高逻辑时，第一开关元件Tr_P截止，而第二开关元件Tr_N导通。据此，在这种情况下，低电压通过导通的第二开关元件Tr_N输出。低电压被供给到栅极gt，作为开关控制信号。在另一方面，当来自第三反相器IV3的输出具有低逻辑时，第一开关元件Tr_P导通，而第二开关元件Tr_N截止。据此，在这种情况下，高电压通过导通的第一开关元件Tr_P输出。高电压被供给到栅极gt，作为开关控制信号。尽管未示出，剩下的第一反相器IVl至第三反相器IV3具有与上述第四反相器IV4相同的结构。第一稳压二极管ZDl连接在高电压节点HN与低电压节点LN之间。第一稳压二极管ZDl是钳位二极管(clamping diode)。据此,在高电压节点HN与低电压节点LN之间的电势由第一稳压二极管ZDl的钳位电压设定。升压输出端bot在升高电压被施加到其上之前保持在初始电压，所述初始电压低于升高电压。当升压输出端bot保持在初始电压时，低电压节点LN通过第一稳压二极管ZDl以浮置状态保持在0V。在另一方面，当升压输出端bot被升压到升闻电压时,低电压节点LN保持在升闻电压与钳位电压之间的差电压。第二稳压二极管ZD2连接在高电压节点HN与接地端之间。第二稳压二极管ZD2也是钳位二极管。第二稳压二极管ZD2的钳位电压被设定为高于第一稳压二极管ZDl的钳位电压。根据施加到第二稳压二极管ZD2的阳极的电压来控制开关元件Tr。开关元件Tr连接在低电压节点LN与接地端之间。当初始电压被施加到升压输出端bot时，因为初始电压低于第二稳压二极管ZD2的钳位电压，所以开关元件Tr的栅极保持在0V。据此，当初始电压被施加到升压输出端bot时，开关元件Tr截止。在另一方面，当升压输出端bot被升压到升高电压时，开关元件Tr的栅极通过升高电压保持在升高电压与钳位电压(第二稳压二极管ZD2的钳位电压)之间的差电压。据此，当升高电压被施加到升压输出端bot时，开关元件Tr导通。当升压输出端bot被升压到升高电压时，使用开关元件Tr来根据钳位电压建立电流路径，用于将低电压节点LN的电势增加到某一电势。同时，因为升压输出端在初始驱动点(在当使能信号表现为有源状态时的时间点)保持在初始电压，所以开关元件Tr在初始驱动点保持在截止状态，这将会在后面描述。保护开关元件Tr_Pr根据来自开关控制器SCB的开关控制信号来控制从升压器BST产生的升高电压是否被输出。例如，如图3所示，假定保护开关元件Tr_Pr是P型晶体管。然后，当来自开关控制器SCB的开关控制信号具有低逻辑时，保护开关元件Tr_Pr导通。据此，在这种情况下，在升压输入端bit处的升高电压可以被传送到升压输出端bot。在另一方面，当来自开关控制器SCB的开关控制信号具有高逻辑时，保护开关元件Tr_Pr截止。据此，在这种情况下，在升压输入端bit处的升高电压不能被传送到升压输出端bot。因而，当在升压输出端bot处的升高电压具有正常电平时，保护开关元件Tr_Pr将升压输入端bit处的升高电压传送到升压输出端bot。另一方面，当升压输出端bot处的升高电压具有异常电平时，保护开关元件Tr_Pr防止升压输入端bit的升高电压被传送到升压输出端bot。二极管D整流通过保护开关元件Tr_Pr输出的升高电压，并且然后将整流电压供给到稳定器RGT。为此，二极管D在其阳极处连接到升压输出端bot，而在其阴极处连接到稳定器RGT的输入端。第一稳定电容器CRl稳定通过二极管D整流的升高电压VBT，以减少升高电压的波纹。为此，第一稳定电容器CRl连接在二极管D的阳极与接地端之间。稳定器RGT稳定通过升压器BST和二极管D输出的升高电压VBT，并且输出稳定电压，即驱动电压VDD。为此，稳定器RGT在其输入端经由二极管D连接到升压输出端bot。从稳定器RGT输出的驱动电压VDD被供给到驱动电压供电线VDL和放电器DCB。稳定器RGT是稳压器。可使用低压差(LDO)稳压器。第二稳定电容器CR2再稳定来自稳定器RGT的驱动电压VDD，以减少驱动电压VDD的波纹。为此，第二稳定电容器CR2连接在稳压器RGT的输出端与接地端之间。放电器DCB将开关控制器SCB的低电压节点LN放电。也就是说，放电器DCB将特定电压施加到低电压节点LN，以将低电压节点LN放电。例如，放电器DCB将低电压节点LN的电压放电到地电平(即OV电压)。另一方面，放电器DCB可将比地电平低的电压，即负电压施加到地电压节点LN。特别V地，放电器DCB在当使能信号EN表现为有源状态的时间点时将低电压节点LN放电到地电平。这里，使能信号是起始信号，用于激活包括驱动电压产生电路的LED显示装置的各种驱动电路。当使能信号EN表现为有源状态时，LED显示装置的屏幕被开启。在另一方面，当使能信号EN表现为无源状态时，LED显示装置的屏幕被关闭。此外，当LED显示装置被切换到睡眠模式时(在这个模式中，为了降低功耗，LED显示装置的发光二极管OLED被截止以关闭屏幕)，使能信号EN被切换到无源状态。同时，当LED显示装置从睡眠模式切换到唤醒模式时(在这个模式中，响应按下按钮或屏幕触摸，LED显示装置的屏幕被恢复到原始显示状态)，使能信号EN再被切换到有源状态。当使能信号EN表现为有源状态时(例如在这个状态中使能信号EN具有高逻辑电压)，升压器BST、保护电路PTC、稳定器RGT和放电器DCB开始操作。例如，在当使能信号EN表现为有源状态的时间点时，升压器BST操作，使得外部输入电压Vin被输入到升压器BST。在本发明中，为了即使当输入电压Vin较低时也允许保护开关元件Tr_Pr正常导通，放电器DCB在当使能信号EN表现为有源状态的时间点时将低电压节点LN放电到地电平。这会更详细地描述。当本发明的LED显示装置被应用于移动电话时，输入电压Vin可由电池供给。当电池中剩余足够的电量时，由电池供给的输入电压Vin足够高。在这种情况下，当输入电压Vin在没有超出阈值电压的正常电压范围内时，保护开关元件Tr_Pr导通。然而，当由移动电话的使用时间增加引起的电池电力降低，相应地由电池供给的输入电压Vin降低时，SP使输入电压Vin仍然在不超出阈值电压的正常电压范围内，保护开关元件Tr_Pr也可不导通。也就是说，保护开关元件Tr_Pr是否导通或截止是基于施加到保护开关元件Tr_Pr的栅极(开关控制器SCB的输出端)的电压与保护开关元件Tr_Pr的源极(升压输入端bit)之间的差电压来确定的(下文中，所述差电压被称为“栅源电压”)。当施加到源极的输入电压Vin降低到一定电压或低于一定电压时，保护开关元件Tr_Pr的栅源电压可低于保护开关元件Tr_Pr的阈值电压。在这种情况下，即使输入电压Vin在正常电压范围内，保护开关元件Tr_Pr也可截止。此外，保护开关元件Tr_Pr的栅源电压的电平受栅极处的电压影响，所述栅极处的电压也受供给到反相器的低电压的电平影响。也就是说，当在低电压节点LN处的电压被反相器IVl至IV4的补偿电压保持在特定正电压电平时，在栅极gt处的电压也被保持在特定电压电平，所述栅极gt被施加有低电压。在这种情况下，栅源电压的电平还可降低，使得栅源电压低于阈值电压。结果，即使输入电压Vin具有正常电压电平，保护开关元件Tr_Pr也可截止。为此，在本发明的第一实施例中，为了降低在输入电压Vin被输入的时间点时的栅极gt的电压，并且因而相对地增加栅源电压(沿负方向增加)，低电压节点LN使用放电器DCB在每一初始驱动点(当使能信号EN表现为有源状态的每一时间点时)被放电到地电平。据此，即使当输入电压Vin较低时，也产生正常升高电压。结果，产生正常驱动电压VDD。因此，根据本发明第一实施例的驱动电压产生电路可由输入电压Vin驱动，所述输入电压Vin在相当宽的电压范围内。据此，在增加电池的使用时间上还可有额外的效果。同时，当输入电压Vin通过保护开关元件Tr_Pr根据输入电压Vin的正常升压被稳定时，为了避免进一步功耗，不需要将低电压节点LN进一步放电。为此，在感测到从稳定器RGT输出的驱动电压VDD到达正常电平的状态之后，放电器DCB立刻停止将低电压节点LN放电的操作。放电器DCB可具有以下结构。也就是说，如图3所示，放电器DCB包括比较器CMP和放电开关元件Tr_dc。比较器CMP将来自稳定器RGT的驱动电压VDD与预定参考电压Vref进行比较。基于比较结果，比较器CMP输出放电起始信号DSS，所述放电起始信号DSS在有源状态或无源状态。也就是说，比较器CMP包括非反相端( + )、反相端(-)和输出端。参考电压Vref被输入到非反相端( + )，并且驱动电压VDD被输入到反相端(_)。放电起始信号DSS从输出端输出。当驱动电压VDD低于参考电压Vref时，比较器CMP产生有源放电起始信号DSS。在另一方面，当驱动电压VDD等于或高于参考电压Vref时，比较器CMP不产生输出。也就是说，当驱动电压VDD等于或高于参考电压Vref时，比较器CMP输出无源放电起始信号DSS。响应来自比较器CMP的有源放电起始信号DSS，放电开关元件Tr_dc将低电压节点LN放电到地电平。也就是说，只有当放电开关元件Tr_dc接收来自比较器CMP的有源放电起始信号DSS时，放电开关元件Tr_dc才导通，以将地电平的电压供给到低电压节点LN。为此，放电开关元件Tr_dc在其栅极处连接到比较器CMP的输出端，并且在其漏极端(或源极端)连接到低电压节点LN。此外，放电开关元件Tr_dc的源极端(或漏极端)连接到接地端。同时，如上所述，放电器DCB可将低于地电平的电压，即负电压施加到低电压节点LN。在这种情况下，放电开关元件Tr_dc不被连接到接地端，但是被连接到用于供给负电压的负电压源(未示出)。这里，当使能信号EN处于有源状态时，产生驱动电压VDD和参考电压Vref。另一方面，当使能信号EN处于无源状态时，驱动电压VDD和参考电压Vref两者都低于地电平。换句话说，当使能信号EN被切换到有源状态时，响应使能信号EN的有源状态，驱动电压VDD和参考电压Vref保持在有源状态下。在另一方面，当使能信号EN被切换到无源状态时，响应使能信号EN的无源状态，驱动电压VDD和参考电压Vref保持在无源状态下。图5是示出根据本发明第二实施例的驱动电压产生电路的详细结构的电路图。如图5所示，根据本发明第二实施例，驱动电压产生电路包括:升压器BST、保护电路PTC、二极管D、第一稳定电容器CRl、稳定器RGT、第二稳定电容器CR2和放电器DCB。根据本发明第二实施例的升压器BST、保护电路PTC、二极管D、第一稳定电容器CR1、稳定器RGT和第二稳定电容器CR2与上述第一实施例的相同，并且因此可参考第一实施例中对它们的描述。如图5所示，根据本发明第二实施例的放电器DCB包括:比较器CMP、与门AND和放电开关元件Tr_dc。比较器CMP将来自稳定器RGT的驱动电压VDD与预定参考电压Vref进行比较。基于比较结果，比较器CMP输出比较信号CPS，所述比较信号CPS在有源状态或无源状态。也就是说，比较器CMP包括非反相端( + )、反相端(-)和输出端。参考电压Vref被输入到非反相端( + )，并且驱动电压VDD被输入到反相端(_)。比较信号CPS从输出端输出。当驱动电压VDD低于参考电压Vref时，比较器CMP产生有源比较信号CPS。在另一方面，当驱动电压VDD等于或高于参考电压Vref时，比较器CMP不产生输出。也就是说，当驱动电压VDD等于或高于参考电压Vref时，比较器CMP输出低逻辑比较信号CPS。当使能信号EN和比较信号CPS两者都在有源状态下时，与门AND接收使能信号EN和比较信号CPS，并且输出放电起始信号DSS，所述放电起始信号DSS在有源状态下。也就是说，当使能信号EN和比较信号CPS都在高逻辑状态下时，接收使能信号EN和比较信号CPS的与门AND产生高逻辑输出。在另一方面，当使能信号EN和比较信号CPS中的任何一个处在低逻辑状态下时，与门AND产生低逻辑输出。响应来自与门AND的有源放电起始信号DSS，放电开关元件Tr_dc将低电压节点LN放电到地电平。也就是说，放电开关元件Tr_dc只在放电开关元件Tr_dc接收来自与门AND的高逻辑输出(即有源放电起始信号DSS)时导通，以将地电平的电压供给到低电压节点LN。为此，放电开关元件Tr_dc在其栅极处连接到与门AND的输出端，并且在其漏极端(或源极端)连接到低电压节点LN。此外，放电开关元件Tr_dc的源极端(或漏极端)连接到接地端。同时，如上所述，放电器DCB可将低于地电平的电压，即负电压施加到低电压节点LN0在这种情况下，放电开关元件Tr_dc不连接到接地端，但是连接到用于提供负电压的负电压源(未不出)。因此，在本发明的第二实施例中，为了降低当输入电压Vin被输入的时间点时的栅极gt的电压，并且因此相对增加栅源电压(沿负方向增加)，低电压节点LN使用放电器DCB在每一初始驱动点(当使能信号EN表现为有源状态的每一时间点时)被放电到地电平。据此，即使当输入电压Vin较低时，也产生正常升高电压。结果，产生正常驱动电压VDD。因此，根据本发明第二实施例的驱动电压产生电路可由输入电压Vin驱动，所述输入电压Vin在相当宽的电压范围内。据此，在增加电池的使用时间上也可有额外的效果。图6是与图5相关的使能信号EN、比较信号CPS、驱动电压VDD、参考电压Vref和放电起始信号DSS的时序图。如图6所示，当使能信号EN在时间点tl表现为有源状态时，驱动电压VDD响应使能信号EN的有源状态而逐渐升压。也就是说，在时间点tl当使能信号EN表现为有源状态时，输入电压Vin被供给到升压器BST。升压器BST然后升高输入电压Vin，并且输出升高电压。之后，稳定器RGT稳定升高电压，并且将稳定电压输出为驱动电压VDD。在这种情况下，驱动电压VDD从时间点tl到时间点t2的一段时间内缓慢升压，并且在时间点t3达到目标电压电平。此外，在时间点tl，参考电压Vref开始转变为有源状态(高逻辑状态)。在时间点t2之前，因为驱动电压VDD低于参考电压Vref，所以比较器CMP输出高逻辑比较信号CPS。之后，驱动电压VDD逐渐升压。因此，驱动电压VDD在时间点t2具有与参考电压Vref的电平相同的电平。据此，比较器CMP在时间点t2输出低逻辑比较信号CPS。因此，与门AND从时间点tl到就在时间点t2之前的时间点的一段时间内输出高逻辑放电起始信号DSS，在所述时间段内使能信号EN和比较信号CPS两者都在高逻辑状态。在另一方面，在时间点t4当使能信号EN转变为无源状态时，驱动电压VDD和参考电压Vref两者都降到地电平。即使当LED显示装置在暗淡低功率(DLP)模式下驱动时，根据本发明第二实施例的放电器DCB也能降低功耗，这会更详细地描述。DLP模式是这样的模式，当LED显示装置被切换到睡眠模式时，只有包括在像素的部分中的发光二极管D发光，以在LED显示装置的屏幕上显示预定特定图像(例如，时钟或日历)。这种DLP模式还包括在睡眠模式中。据此，在DLP模式中，从驱动电压产生电路不产生驱动电压VDD。然而，在DLP模式中，从数据驱动器DD内部产生的驱动电压被供给到像素部分，以使得像素部分的发光二极管D发光。从数据驱动器DD产生的驱动电压还被供给到稳定器RGT的输出端。结果，因为如上所述稳定器RGT的输出端连接到比较器CMP的非反相端，所以从数据驱动器DD产生的驱动电压也被输入到比较器CMP。在这种情况下，因为驱动电压VDD高于参考电压Vref，所以比较器CMP输出高逻辑比较信号CPS。然而，在DLP模式下，即使当高逻辑比较信号CPS被输入到与门AND时，因为供给到与门AND的使能信号EN处于无源状态，所以与门AND仍然输出低逻辑放电起始信号DSS。因此，在DLP模式下，因为放电开关元件Tr_dc仍然处于截止状态，所以也能降低功耗，并且因此即使产生驱动电压，驱动电压产生电路也不需要操作。从上述描述中明显地看出，根据本发明的LED显示装置的驱动电压产生电路及其驱动方法具有以下效果。也就是说，根据本发明，保护开关元件的栅极的电压在当输入电压被输入的时间点降到地电平，以相对地增加保护开关元件的栅源电压。据此，即使当输入电压较低时，也产生正常的升高电压，使得产生正常的驱动电压。因此，本发明的驱动电压产生电路可以由相当宽范围的输入电压来驱动。结果，在增加电池的使用时间上还可有额外的效果。在不脱离本发明精神和范围的情况下，对本发明作出各种修改和变型对本领域的技术人员来说是明显的。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求书及其等同物的范围内的对本发明的各种修改和变型。
权利要求
1.一种发光二极管显示装置的驱动电压产生电路，包括: 升压器，所述升压器用于升高来自外部源的输入电压，以产生升高电压； 保护开关元件，所述保护开关元件用于根据开关控制信号控制从所述升压器产生的升高电压是否被输出； 保护电路，所述保护电路用于将经由所述保护开关元件从所述升压器输出的升高电压与预定阈值电压进行比较，根据比较结果，选择高电压和低电压中的一个，并且将选择的电压输出为所述开关控制信号；和 放电器，所述放电器用于将低电压节点放电，所述低电压节点被施加有所述低电压。
2.根据权利要求1所述的驱动电压产生电路，其中所述放电器将所述低电压节点放电到地电平。
3.根据权利要求2所述的驱动电压产生电路，其中所述放电器在当激活所述驱动电压产生电路的使能信号表现为有源状态的时间点时将所述低电压节点放电到所述地电平。
4.根据权利要求3所述的驱动电压产生电路，进一步包括: 稳定器，所述稳定器用于稳定从所述升压器输出的所述升高电压，并且将所述升高电压输出为驱动电压。
5.根据权利要求4所述的驱动电压产生电路，进一步包括: 二极管，所述二极管用于整流经由所述保护开关元件输出的升高电压； 第一稳定电容器，所述第一稳定电容器用于稳定通过所述二极管整流的升高电压；和 第二稳定电容器，所述第二稳定电容器用于稳定来自所述稳定器的所述驱动电压。
6.根据权利要求4所述的驱动电压产生电路，其中: 所述放电器包括: 比较器，所述比较器用于将来自所述稳定器的驱动电压与参考电压进行比较，并且基于比较结果，当确定所述驱动电压低于所述参考电压就输出有源放电起始信号，和 放电开关元件，所述放电开关元件用于响应来自所述比较器的所述有源放电起始信号来将所述低电压节点放电到地电平；并且 当所述使能信号处于有源状态时，产生所述驱动电压和所述参考电压，并且当所述使能信号处于无源状态时，所述驱动电压和所述参考电压降到地电平。
7.根据权利要求4所述的驱动电压产生电路，其中所述放电器包括: 比较器，所述比较器用于将来自所述稳定器的驱动电压与参考电压进行比较，并且基于比较结果，当确定所述驱动电压低于所述参考电压就输出有源比较信号； 与门，所述与门用于接收所述使能信号和比较信号，并且基于比较结果，当确定所述使能信号和所述比较信号两者都在有源状态下就输出有源放电起始信号；和 放电开关元件，所述放电开关元件用于响应来自所述与门的所述有源放电起始信号来将所述低电压节点放电到地电平。
8.根据权利要求1所述的驱动电压产生电路，其中所述放电器将所述低电压节点放电到负电压。
9.根据权利要求8所述的驱动电压产生电路，其中所述放电器在当激活所述驱动电压产生电路的使能信号表现为有源状态的时间点时将所述低电压节点放电到所述负电压。
10.根据权利要求1所述的驱动电压产生电路，其中:所述升压器包括: 电感器，所述电感器连接到输入线，以供给来自所述外部源的所述输入电压，并且所述电感器连接到升压输入端，和 升压开关元件，所述升压开关元件根据来自外部源的驱动脉冲来控制，并且所述升压开关元件连接在所述升压输入端与接地端之间；并且 所述保护开关元件连接在所述升压输入端与升压输出端之间，以根据所述开关控制信号，将所述升压输入端与所述升压输出端电连接，或者将所述升压输入端与所述升压输出端彼此电隔离。
11.根据权利要求10所述的驱动电压产生电路，其中所述保护电路包括: 输出电压感测器，所述输出电压感测器用于将控制电压输出为所述开关控制信号的来源，当施加到所述升压输出端的升高电压具有超出所述阈值电压的电平时，所述输出电压感测器将所述控制电压的逻辑反相，并且输出逻辑反相的控制电压； 开关控制器，所述开关控制器用于根据来自所述输出电压感测器的控制电压的逻辑来选择高电压和低电压中的一个，并且将选择的电压输出为所述开关控制信号； 第一稳压二极管，所述第一稳压二极管连接在所述低电压节点与高电压节点之间，所述第一稳压二极管上被供给有来自所述升压输出端的升高电压； 第二稳压二极管，所述第二稳压二极管连接在所述高电压节点与所述接地端之间；和开关元件，所述开关元件根据施加到所述第二稳压二极管的阳极的电压来控制，并且所述开关元件连接在所述低电压节点与所述接地端之间。
12.根据权利要求11所述的驱动电压产生电路，其中: 所述开关控制器包括串联的多个反相器，所述反相器接收作为所述高电压的所述高电压节点的升高电压，同时接收作为所述低电压的所述低电压节点的电压；并且 所述多个反相器顺序地将来自所述输出电压感测器的控制电压反相，以产生开关控制信号，并且将所述开关控制信号供给到所述保护开关元件的栅极。
13.一种用于驱动发光二极管显示装置的驱动电压产生电路的方法，所述驱动电压产生电路包括:升压器，所述升压器用于升高来自外部源的输入电压，以产生升高电压；保护开关元件，所述保护开关元件用于根据开关控制信号控制从所述升压器产生的升高电压是否被输出；和保护电路，所述保护电路用于将经由所述保护开关元件从所述升压器输出的升高电压与预定阈值电压进行比较，根据比较结果，选择高电压和低电压中的一个，并且将选择的电压输出为所述开关控制信号，所述方法包括: 将低电压节点放电，所述低电压节点被施加有低电压。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述低电压节点被放电到地电平。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述低电压节点在当激活所述驱动电压产生电路的使能信号表现为有源状态的时间点时被放电到所述地电平。
16.根据权利要求15所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤: 稳定从所述升压器输出的所述升高电压，以产生驱动电压； 其中，在所述将低电压节点放电的步骤中，将所述驱动电压与预定参考电压进行比较，并且基于比较结果，当确定所述驱动电压低于所述参考电压就将所述低电压节点放电到所述地电平，并且其中当所述使能信号处于有源状态时，产生所述驱动电压和所述参考电压，并且当所述使能信号处于无源状态时，所述驱动电压和所述参考电压降到地电平。
17.根据权利要求15所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤: 稳定从所述升压器输出的所述升高电压，以产生驱动电压， 其中所述将低电压节点放电的步骤包括: 将所述驱动电压与预定参考电压进行比较，并且基于比较结果，当确定所述驱动电压低于所述参考电压就产生在有源状态下的比较信号，并且 当所述使能信号和所述比较信号都处于有源状态时，将所述低电压节点放电到所述地电平。
18.根据权利要求13所述的方法，其中所述放电器将所述低电压节点放电到负电压。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述低电压节点在当激活所述驱动电压产生电路的使能信号表现为有源状态的 时间点时被放电到所述负电压。
全文摘要
本发明公开了一种发光二极管显示装置的驱动电压产生电路及其驱动方法，能够增加驱动电压产生电路的输入电压范围。所述驱动电压产生电路包括升压器，所述升压器用于升高来自外部源的输入电压，以产生升高电压；保护开关元件，所述保护开关元件用于根据开关控制信号控制从所述升压器产生的升高电压是否被输出；保护电路，所述保护电路用于将经由所述保护开关元件从所述升压器输出的升高电压与预定阈值电压进行比较，根据比较结果，选择高电压和低电压中的一个，并且将选择的电压输出为所述开关控制信号；和放电器，所述放电器用于将低电压节点放电，所述低电压节点被施加有所述低电压。
文档编号G09G3/32GK103177684SQ20121035033
公开日2013年6月26日 申请日期2012年9月19日 优先权日2011年12月26日
发明者金炳熙 申请人:乐金显示有限公司